17Июл

Плотность заряженного аккумулятора: какая должна быть, как проверить, как поднять?

Содержание

Эксплуатация авто аккумулятора зимой — AKBEXPERT

Какая плотность электролита должна быть зимой, и как подготовить аккумулятор к зиме?

Ответ:

Плотность электролита у полностью заряженной аккумуляторной батареи, предназначенной для эксплуатации в условиях умеренного климата в любое время года должна быть 1,27-1,30 г/см3 при температуре +25°С. При более высокой температуре электролита значение плотности должно быть ниже, а при более низкой температуре электролита, наоборот, — выше. В странах с тропическим климатом эксплуатируют батареи с более низкой плотностью электролита (1,22-1,24 г/см3). В условиях крайнего Севера, наоборот, требуется более высокая плотность электролита (1,30-1,32 г/см3). Перед началом зимнего периода необходимо проверить, чтобы батарея находилась в заряженном состоянии. Это обеспечит предохранение от замерзания электролита и обеспечит надежный пуск двигателя при отрицательных температурах. Именно в зимний период существенное влияние на работу АКБ будут оказывать слабо натянутый ремень генератора и повышенная утечка электроэнергии.

Если при запуске двигателя в зимнее время аккумулятор разрядился в «ноль», какие действия нужно предпринять?

Ответ:

В данном случае необходимо зарядить аккумулятор от стационарного зарядного устройства током малой величины. Сделать это следует не позднее, чем через 2-3 дня после глубокого разряда батареи.

Почему замерзает электролит?

Ответ:

При разряде АКБ плотность электролита снижается, уменьшается удельное количество серной кислоты, содержащейся в растворе электролита и образуется вода. Чем глубже разряд батареи, тем выше отрицательная температура, при которой может замерзнуть электролит. Например, при плотности 1,11 г/см3 электролит замерзнет уже при -7 0С, а при плотности 1,27 г/см3 — только при -58 0С.

Если замерз электролит, можно ли восстановить работоспособность аккумулятора?

Ответ:

Зависит от степени замерзания: если батарея замерзла не на весь объем, а корпус не подвергся деформации, ее можно восстановить. Необходимо, чтобы лед полностью растаял при комнатной температуре, и только потом приступить к заряду АКБ. При этом не избежать повреждения электродов и снижения токовых характеристик батареи.

Если в мороз перед запуском двигателя включить на короткое время фары автомобиля, поможет ли это облегчить запуск?

Ответ:

Нет. При данной процедуре эффект разогрева электролита ничтожен и не влияет на увеличение мощности разряда. Напротив, батарея может потерять драгоценную емкость и после этого не сможет запустить двигатель.

Почему в зимнее время рекомендуют аккумуляторы с более высокими пусковыми токами?

Ответ:

Холодный пуск имеет следующие особенности:

  • Стартеру требуется больше времени для прокрутки двигателя.
  • Сопротивление холодного двигателя в зимнее время увеличивается в 2,5-3 раза
  • От АКБ требуется отдача большей мощности и энергии.
  • Чем ниже температура окружающего воздуха, тем выше вязкость электролита и внутреннее сопротивление батареи.
Для обеспечения надежного пуска двигателя необходимо выбирать ту АКБ, которая при одних и тех же габаритных размерах имеет максимально высокие токи холодной прокрутки.

Пуск двигателя в зимнее время зависит только от АКБ?

Ответ:

Нет. Помимо технических характеристик и степени заряженности батареи, пуск двигателя зависит от следующих факторов:

  1. состояния электропроводки и электрооборудования автомобиля;
  2. состояния свечей;
  3. состояния топливной системы и качества топлива;
  4. качества масла;
  5. опыта водителя.
  6. По какой причине замерз аккумулятор?

    Ответ:

    Если замерзла только одна ячейка, то это, скорее всего, внутренний дефект батареи, который привел к снижению плотности и замерзанию электролита.

    Если замерзла не одна ячейка в батарее, то здесь ответ один — батарея была разряжена. Причины могут быть разные, самая распространенная — частые запуски двигателя и короткие дистанции движения по городу. В результате батарея в холодную погоду просто не успевает заряжаться от генератора. Плотность электролита 1,21 г/см3 соответствует примерно 45%-ной степени заряженности батареи. По справочным данным электролит с такой плотностью замерзает при температуре около -30 0С.

    Часто бывает ситуация: утром с нескольких попыток не завелась машина, и человек едет на работу на общественном транспорте. А разряженная батарея с низкой плотностью электролита до вечера замерзает.

Защита АКБ в сильные морозы

Аккумулятор – сердце автомобиля! Именно от АКБ зависит запуск двигателя и функционирование всех приборов в салоне, поэтому важно правильно эксплуатировать и обслуживать батарею. Некоторые автолюбители считают, что, в зависимости от времени года, нужно уменьшать или увеличивать номинальную плотность электролита. Разберемся, так ли это.

Стоит ли увеличивать номинальную плотность электролита с наступлением зимы?

Заводы-изготовители выпускают аккумуляторы с плотностью электролита в максимально заряженных АКБ: 1,27 – 1,28 г/см³. Для наших широт это оптимальная плотность, и регулировать ее не просто не рекомендуется, а даже запрещено. Плотность 1,27 г/см³ позволяет электролиту не замерзать до –60 °C. Конечно, если предстоит более суровая зима или требуется восстановить АКБ после сильной разрядки, плотность электролита увеличить придется, но не самостоятельно. Обратитесь к специалистам по обслуживанию автомобилей. Самостоятельно можно только корректировать уровень электролита дистиллированной водой, доливая до необходимого уровня. Увеличение номинальной плотности с помощью кислоты приводит к агрессивности среды, а, следовательно, к ускоренному осыпанию пластин аккумулятора. Лучше доведите уровень заряда аккумулятора перед сильными холодами до выравнивания плотности по банкам АКБ и показателей 1,27- 1,28 г/ см³ (в свинцовых аккумуляторах).

К чему приводит глубокая разрядка АКБ?

Если в теплое время можно завести авто только с наполовину заряженным аккумулятором, то перед началом зимы заряда должно быть не менее 80%. Причина в том, что при минусовых температурах смазка в АКБ густеет, приводя к ее разрядке. В морозы требуется больше энергии на запуск холодного двигателя, интенсивную работу бортовой системы, печки, видеорегистратора, магнитолы, фар и т.д. Бросая автомобиль в ледяном гараже, во дворе, на стоянке, редко используя его из-за гололеда или снегопада, мы способствуем накапливанию разряженности АКБ, в результате чего снижается и плотность электролита. Ионы оседают на пластинах АКБ, а вода, входящая в его состав, кристаллизуется, расширяется и разрушает изоляторы между пластинами соседних банок. Таким образом, разряженный аккумулятор во время морозов приводит к замерзанию электролита и разрушению свинцовых пластин! Мутный электролит в банках – сигнал о гибели аккумулятора.

Рекомендации по зарядке замерзшего аккумулятора.

Зимой подзаряжайте АКБ хотя бы два раза в месяц, а размороженную «реанимируйте» малыми токами. Для этого можно использовать правило трех пятерок: при температуре -5 нужно поставить АКБ на зарядку током 5А на 5 часов.
Если нет возможности занести аккумулятор в дом, для восстановления энергетического баланса батареи необходимо не менее часа интенсивной поездки.
Для карбюраторных автомобилей – при оборотах не менее 1500 об/мин, для инжекторных – не менее 800-1000 об/мин. Электролиту нужно время, чтобы хорошо прогреться и зарядиться.
Когда машину не удается завести из-за подморожения АКБ и глубокой разрядки, некоторые водители «прикуривают» свою АКБ от чужого аккумулятора. В этом случае она подвергается двойному пусковому току, пробивающему изоляторы между пластинами. Имейте в виду, что заводская экспертиза это увидит, и возврат АКБ не примет.

Перед тем как оставить автомобиль на несколько часов, убедитесь, что двери закрыты, а в салоне отключены все энергопотребляющие приборы. Не выключенные на ночь фары часто являются причиной разрядки аккумулятора.
Когда автомобиль предстоит оставить на морозе дольше 2 месяцев, обязательно проверьте все электрические системы машины на утечки, а лучше – снимите минусовую клемму. Снижение токов утечки до нуля оставят батарею заряженной на более долгий срок.
Потребитель должен следить за аккумулятором. Это прописано во всех гарантийных талонах, прилагаемых к АКБ. Заботьтесь о своем аккумуляторе, и он не подведет вас в дороге!

Плотность электролита аккумулятора — Энциклопедия по машиностроению XXL

Напряжение и плотность электролита аккумулятора в зависимости от степени разряженности  
[c.222]

Зная замеренную плотность электролита полностью заряженного и разряженного аккумулятора, можно установить степень его разряда. Например, при плотности электролита полностью заряженного аккумулятора 1,27, а полностью разряженного 1,14 и при плотности электролита аккумулятора по результатам замера 1,22 можно сказать, что аккумулятор разряжен на  [c.467]

Какую поправку следует принять к показанию денсиметра, если плотность электролита аккумулятора измеряется в кг/м , а температура электролита при измерении равна. ..  [c.62]


Плотность электролита аккумуляторов необходимо довести до 1,25-1,27 г/см или применить калиевый электролит с плотностью 1,26-1,28 г/ сиР. Составной натриево-литиевый электролит при температурах ниже 0 С применять не разрешается.  [c.326]

Плотность электролита в щелочных аккумуляторах не зависит от степени их разряженности.  

[c.230]

Степень заряженности батареи контролируют с помощью кислотомера (для центральных районов нашей страны при температуре 15 °С плотность электролита должна составлять 1,27 г/см ). Периодически-проверяют также уровень электролита стеклянной трубкой. В каждом аккумуляторе уровень должен быть 10…15 мм.  [c.69]

Короткое замыкание является следствием осыпания активной массы, разрушения сепараторов, коробления пластин при разряде батареи большими токами. Признаками короткого замыкания являются отсутствие или малая ЭДС аккумулятора, кипение электролита, падение напряжения, снижение плотности электролита.  [c.70]

Если заряженный аккумулятор соединить, например, с электрической лампочкой, то она загорится. Начнется разряд аккумулятора — процесс, в результате которого выделяется электрическая энергия и происходят обратные химические превращения активной массы пластин в электролите. Плотность электролита уменьшается, а пластины покрываются налетом сернокислого свинца. После полного разряда аккумулятор тока давать не будет и должен быть снова заряжен.  

[c.46]

Зависимость э. д. с. Е кислотного аккумулятора от плотности электролита р выражается эмпирической формулой  [c.319]

Плотность электролита в процессе разряда и заряда практически не изменяется. Э. д. с. аккумулятора равна 1,35 в. Допустимое напряжение при разряде 1,1 е. Емкость аккумулятора уменьшается при увеличении разрядного тока (рис. 6.33) и при понижении температуры электролита.  [c.321]

При подключении к заряженному аккумулятору потребителей ток в нем пойдет в обратном направлении и это вызовет обратную химическую реакцию. Теперь из электролита будет удаляться серная кислота и выделяться вода, а на пластинах аккумулятора будет вновь образовываться сернокислый свинец. Плотность электролита и напряжение на клеммах аккумулятора будут уменьшаться. Такой процесс называется разрядом. На автомобиле устанавливают не один аккумулятор, а батарею, состоящую из нескольких аккумуляторов, соединенных последовательно между собой.  

[c.129]

Новые аккумуляторы с сухими заряженными пластинами заполняют электролитом плотностью 1,28—1,25. Выбирая плотность электролита, необходимо учитывать климатический пояс и время года. В условиях низких температур плотность электролита должна быть большой, а при более высокой температуре — небольшой.  [c.131]


Степень заряженности аккумуляторов (рис. 79) проверяют ареометром и нагрузочной вилкой. Ареометр изготовлен в виде стеклянной трубки, запаянной с обеих сторон. В нижней части помещен груз, а в верхней расположена шкала. Чем выше всплывает ареометр, тем большей будет плотность электролита. Деление шкалы, совпадаюш,ее с уровнем электролита, покажет его плотность.  [c.133] О состоянии батареи можно судить по плотности электролита. Уменьшение плотности на 0,01 показывает, что аккумулятор разряжен на 6%. Если даже один аккумулятор разряжен зимой более чем на 25%, а летом на 50%, то его нужно зарядить.  [c.136]

Аккумуляторные работы. Включают контроль за внешним состоянием аккумуляторной батареи, ее заря-женностью, проверку уровня и плотности электролита, замену сепараторов, моноблока. Замена пластин относится к капитальному ремонту, и проведение его в условиях АТП допустимо только в критических ситуациях, так как трудоемкость капитального ремонта аккумулятора почти в 10 раз выше трудоемкости изготовления нового.  [c.131]

При понижении уровня электролита доливают дистиллированную воду, так как она испаряется быстрее, чем кислота. При недостаточной плотности доливают электролит плотностью 1,40 г/см . Плотность электролита проверяют денсиметрами различных конструкций. Разница в плотности отдельных аккумуляторов батареи не должна быть более 0,01 г/см .  [c.189]

Сезонное обслуживание включает выполнение работ, связанных с переходом к эксплуатации объекта на открытом воздухе (автокраны, погрузчики и т. д.), в летних и зимних условиях (замена топлива и смазочного материала, изменение плотности электролита в аккумуляторах, установка средств обогрева и утепления и т. д.).  [c.176]

Снижение напряжения объясняется следующим. При разряде серная кислота вступает в реакцию с образованием воды, плотность электролита во всем аккумуляторе уменьшается и, следовательно, э. д. с. падает. Активная масса обеих пластин переходит в сульфат свинца, имеющий меньшую плотность, а поэтому занимающий больший объем, чем перекись свинца и губчатый свинец. Сульфат по мере образования все более сужает пори активной массы. Просачивание кислоты внутрь активной массы постепенно замедляется, и электролит в порах уже не успевает пополняться.  [c.17]

При заряде происходит тот же процесс, что и при разряде, но Б обратном порядке. Внутри пор и около пластин аккумулятора выделяется образующаяся серная кислота, и плотность электролита здесь становится выше, чем в остальной части аккумулятора. Повышение плотности вызовет увеличение э. д. с. напряжения. Плотность электролита будет возрастать также под влиянием диффузии.  [c.18]

Большая часть сульфата перейдет в перекись свинца и губчатый свинец, при этом зарядный ток начнет разлагать воду на кислород и водород и электролит будет как бы кипеть. Когда плотность электролита станет постоянной и напряжение, достигнув 2,5—2,8 в на элемент (в зависимости от величины зарядного тока, срока службы и состояния аккумулятора), перестанет повышаться, заряд считается законченным.  [c.18]

Напряжение полностью заряженного и отключенного аккумулятора не остается постоянным, а в течение некоторого времени снижается до величины э. д. с., соответствующей данной плотности электролита (2,1—2,15 в). Это явление подтверждает еще раз, что судить о состоянии заряженности аккумулятора по его напряжению можно только тогда, когда аккумулятор включен на внешнюю нагрузку. С повышением температуры аккумулятора возрастает его электрическое сопротивление, следовательно, увеличивается и падение напряжения. На морозе подвижность электролита уменьшается, он становится более вязким и диффузия сильно затрудняется.  [c.18]

Емкость аккумулятора при одном и том же количестве активной массы не является постоянной и зависит от конструкции и толщины пластин, величины разрядного тока, температуры и плотности электролита, состояния активной массы, ее пористости и срока службы.  [c.19]


Электродвижущая сила щелочных аккумуляторов определяется состоянием активной массы и степенью ее окисления и почти не зависит от плотности электролита.  [c.22]

Правильно заряженный аккумулятор должен отвечать следующим требованиям напряжение отключенного аккумуляторного элемента должно составлять 2,1 е, а плотность электролита летом должна быть 1,24—1,25 и зимой 1,27—1,28.  [c.40]

Сульфатация наблюдается также в аккумуляторах с низким уровнем электролита. При этом плотность электролита повышается, а оголенная часть пластин покрывается сульфатом. Если в аккумулятор длительное время не доливают электролит, активная масса начинает постепенно сползать вниз, так как электролит большой плотности размягчает активную массу, превращая ее в жидкую кашицу.  [c.41]

Для измерения плотности электролита применяют прибор, называемый ареометром. Ареометр состоит из стеклянного сосуда цилиндрической или грушевидной формы, на верхнюю часть которого плотно надет резиновый шар, на нижнюю — резиновая трубка, внутри сосуда помещен маленький ареометр. Для замера плотности электролита в аккумулятор опускают резиновую трубку, предварительно сжав резиновый шар. При разжимании шара в стеклянный сосуд всасывается электролит в количестве, достаточном для того, чтобы в нем мог свободно плавать ареометр.  [c.41]

Плотность электролита проверяют ареометром в двухтрех аккумуляторах перед каждым зарядом и во всех  [c.46]

Таким образом, в результате разрядки аккумулятора кислота распадается, вместо нее образуется вода, плотность электролита снижается, и на обеих пластинах образуется сернокислый свинец. Конечное допустимое напряжение при разрядке составляет 1,7 в на аккумулятор. Образующийся при разрядке сернокислый свинец (сульфат) легко превращается в активную массу лишь в том случае, если его кристаллы будут очень мелкими.  [c.110]

Емкостью аккумулятора называется количество электричества, выраженное в ампер-часах (а-час), которое можно получить от полностью заряженной батареи при ее разрядке до допустимого конечного напряжения. Величина емкости определяется произведением разрядного тока на время разрядки (в часах) и зависит от размеров и количества пластин, веса и пористости активной массы, химической чистоты материалов батареи, силы разрядного тока, температуры и плотности электролита.  [c.112]

При подводе тока к аккумулятору электрохимические процессы протекают в противоположном направлении. Ионы водорода, образующиеся в результате распада воды, взаимодействуют с сернокислым свинцом электродов. Водород, соединяясь с сернокислым остатком, образует серную кислоту, а на электродах восстанавливается губчатый свинец. Выделяющийся из воды кислород соединяется со свинцом положительной пластины, образуя перекись свинца, содержание воды в электролите уменьшается, а содержание кислоты увеличивается, в результате чего плотность электролита повышается.  [c.99]

С уменьшением плотности электролита повышается температура его замерзания. Поэтому при низких температурах окружающего воздуха плотность электролита полностью заряженного аккумулятора должна быть больше. Это предотвратит возможность замерзания электролита в частично разряженном аккумуляторе.  [c.100]

Простейший свинцово-кислотный аккумулятор представляет собой две свинцовые пластины — положительную и отрицательную,— опущенные в электролит (раствор серной кислоты в дистиллированной воде). Пластины в виде решеток отлиты из свинца. Ячейки peuieTOK заполнены активной массой. У положительных пластин это свинцовый сурик, у отрицательных — свинцовый глет. Между разноименными пластинами устанавливаются пористые перегородки — сепараторы. Электролит в заряженной батарее должен иметь плотность в пределах 1,26—1,28 г/см летом и 1,29—1,30 г/см зимой. При этом напряжение на каждом элементе не должно быть ниже 2 В.Если плотность электролита составляет 1,17—1,19 г/см — батарея разряжена наполовину. При плотности 1,10—1,12 г/см аккумулятор можно считать разряженным полностью и его следует зарядить. При заряде,т. е. при пропускании через аккумулятор постоянного тока, происходит электрохимическая реакция, приводя-  [c.45]

Стартерные свинцовые аккумуляторные батареи. Свинцовый аккумулятор в простейшем виде состоит из двух свинцовых пластин, погруженных в раствор серной кислоты и дистиллированной воды определенной концентрации. Этот раствор называется электролитом. Если в аккумулятор налпть электролит, то серная кислота взаимодействует со свинцовыми пластинами и в результате химической реакции на поверхности пластин появляется слой сернокислого свинца. Если через такой элемент пропустить постоянный ток, то электролит под действием тока разла-Гй1.»,тся и происходит химическая реакция, в результате которой сернокислый свинец положительной пластины превращается в перекись свинца коричневого цвета, а на отрицательной пластине — в губчатый свинец серого цвета. Плотность электролита при этом увеличится за счет обра-  [c.128]

Уменьшение плотности электролита на 0,01 г/см соответствует )азряду батареи примерно на 6%. эатарея требует заряда (тренировочного цикла) в условиях аккумуляторного участка, если разряд (хотя бы одного аккумулятора) достигает 50 % летом и 25 % зимой.  [c.190]

Работоспособность (напряжение батареи под нагрузкой) необходимо проверять для каждого аккумулятора нагрузочной вилкой при исправном состоянии напряжение в конце пятой секунды должно оставаться неизменным в пределах 1,7—1,8 В. Однако указанный метод становится затруднительным при наличии защитного покрытия кислотоупорной мастикой всех соединительных пластин внутренних аккумуляторов, а также для современных необслуживаемых батарей. Поэтому основное значение в эксплуатации приобретает простой метод проверки работоспособности батареи по падению напряжения при иуске двигателя стартером. Это падение для исправного состояния (при прогретом аккумуляторе и двигателе) должно быть не ниже 10,2 В. Более низкий уровень свидетельствует также (при нормальной плотности электролита) о потере емкости, которая может быть частично восстановлена тренировочными циклами.  [c.190]


По мере дальнейшего разряда аккумулятора серная кислота электролита химически соединяется с активной хмассой пластин и образуется вода, вследствие чего в порах активной массы и около пластин электролит будет иметь меньшую плотность, чем в остальной части аккумулятора. Но так как э. д. с. аккумулятора, а с ней и напряжение зависят от плотности электролита, находя-ш,егося в порах и около пластин, они понижаются. В на- але разряда диффузия свежего раствора серной кис- лоты происходит достаточно энергично, покрывая расход » электролита, и плотность раствора внутри пластин не-которое время поддерживается почти на одинаковом /Ч уровне, благодаря чему э. д. с. и напряжение остаются «Nf e достаточно устойчивыми. Однако по мере разряда шпряжение начинает медленно и равномерно падать.  [c.17]

Пониженное напряжение во время гзаряда и повышенное в начале заряда Пониженная плотность электролита Наличие на отрицательных пластинах белого налета Пониженное напряжение при заряде и разряде Газовыделение при пониженном напряжении на аккумуляторе (2,2—2,25 в) во время заряда  [c.44]

При втором техническом обслуживании батарею закрепляют в гнезде прочищают вентиляционные отверстия проверяют плотность электролита и работоспособность аккумулятора по напряжению под нагрузкой если требуется, батарею пoдзapялiaют.  [c.417]

При подключении к электродам потребителя в аккумуляторе возникает разрядный ток. При этом ионы сернокислотного остатка 504 соединяются со свинцом электродов, образуют на них сернокислый свинец РЬ504, а ионы водорода соединяются с кислородом, который выделяется на положительной пластине, и образуют воду. Таким образом, в процессе разряда аккумулятора его электроды покрываются сернокислым свинцом в результате соединения с серной кислотой электролита, а последний разбавляется образующейся водой. Следовательно, при разряде аккумулятора плотность электролита уменьшается. Это позволяет по плотности электролита определять степень заряженности аккумуляторной батареи.  [c.99]

Электродвижущаяся сила (э. д. с.) на электродах кислотного аккумулятора возрастает с увеличением плотности электролита и меняется от 2,00 до 2,15 В в зависимости от степени заряженности аккумулятора. Напряжение на электродах аккумулятора при его заряде выше, а при разряде ниже э. д. с. на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении аккумулятора. Это падение напряжения прямо пропорционально силе зарядного или разрядного тока. Для заряда аккумулятора напряжение на клеммах заряжающего источника тока должно быть выше э. д. с. аккумулятора. Чем больше зазница между этими величинами, тем больше сила зарядного тока. Лри постоянном напряжении источника тока по мере увеличения степени заряженности аккумулятора повышается его э. д. с. и, следовательно, уменьшается сила зарядного тока. Таким образом, если напряжение на клеммах источника тока будет равно э. д. с. полностью заряженного аккумулятора плюс э. д. с. поляриза,ции, то зарядный ток прекратится как только аккумулятор полностью зарядится.  [c.100]


Плотность электролита в аккумуляторе

Автомобильная батарея, известная как аккумулятор, отвечает за системы запуска, освещения и зажигания в машине. Как правило, автомобильные аккумуляторы являются свинцово-кислотными, состоят из гальванических элементов, обеспечивающих 12-вольтовую систему. Каждая из ячеек создает 2,1 В при полной зарядке. Плотность электролита – контролируемое свойство водно-кислотного раствора, обеспечивающее нормальную работу батарей.

Состав свинцово-кислотной батареи

Электролит свинцово-кислотной аккумуляторной батареи представляет собой раствор серной кислоты и дистиллированной воды. Удельный вес чистой серной кислоты составляет около 1,84 г/см3, и эту чистую кислоту разбавляют дистиллированной водой до тех пор, пока удельный вес раствора не станет равным 1,2-1,23 г/см3.

Хотя в некоторых случаях плотность электролита в аккумуляторе рекомендуется в зависимости от типа батареи, сезонного и климатического состояния. Удельный вес полностью заряженной батареи по промышленному стандарту в России — 1,25-1,27 г/см3 летом и для суровых зим- 1,27-1,29 г/см3.

Удельный вес электролита

Одним из основных параметров работы батареи является удельный вес электролита. Это отношение веса раствора (серной кислоты) к весу равного объема воды при определенной температуре. Обычно измеряется с помощью ареометра. Плотность электролита используется в качестве индикатора состояния заряда ячейки или батареи, однако не может характеризовать емкость аккумулятора. Во время разгрузки удельный вес уменьшается линейно.

Учитывая это, нужно уточнить размер допустимой плотности. Электролит в батарее не должен превышать 1,44 г/см3. Плотность может составлять от 1,07 до 1,3 г/см3. Температура смеси при этом будет составлять около +15 С.

Электролит повышенной плотности в чистом виде характеризуется довольно высокой величиной этого показателя. Его плотность составляет 1,6 г/см3.

Степень заряженности

При полностью заряженном стационарном режиме и при разряде измерение удельного веса электролита дает приблизительное указание на состояние заряда ячейки. Удельный вес = напряжение разомкнутой цепи — 0,845.

Пример: 2,13 В — 0,845 = 1,285 г/см3.

Удельный вес уменьшается при разрядке батареи до уровня, близкого к значению чистой воды, и увеличивается во время перезарядки. Аккумулятор считается полностью заряженным, когда плотность электролита в аккумуляторе достигает максимально возможного значения. Удельный вес зависит от температуры и количества электролита в ячейке. Когда электролит находится вблизи нижней отметки, удельный вес выше, чем номинальный, он падает, и воду добавляют в ячейку, чтобы довести электролит до требуемого уровня.

Объем электролита расширяется, когда температура поднимается, и сжимается с понижением температуры, что влияет на плотность или удельное значение силы тяжести. По мере расширения объема электролита показания снижаются и, наоборот, удельный вес увеличивается при более низких температурах.

Перед тем как поднять плотность электролита в аккумуляторе, необходимо выполнить замеры и расчеты. Удельный вес для батареи определяется приложением, в котором он будет использоваться, с учетом рабочей температуры и срока службы батареи.

% Серная кислота

% Вода

Удельный вес (20 ° С)

37,52

62,48

1,285

48

52

1,380

50

50

1,400

60

40

+1,500

68,74

31,26

1,600

70

30

1,616

77,67

22,33

1,705

93

7

1,835

Химическая реакция в аккумуляторах

Как только нагрузка подключается через клеммы аккумулятора, разрядный ток начинает течь через нагрузку, и аккумулятор начинает разряжаться. Во время процесса разрядки кислотность раствора электролита уменьшается и приводит к образованию сульфатных отложений как на положительных, так и на отрицательных пластинах. В этом процессе разряда количество воды в растворе электролита увеличивается, что уменьшает его удельный вес.

Ячейки аккумуляторной батареи могут быть разряжены до заданного минимального напряжения и удельного веса. Полностью заряженная свинцово-кислотная аккумуляторная батарея имеет напряжение и удельный вес, 2,2 В и 1,250 г/см3 соответственно, и эта ячейка обычно может разряжаться до тех пор, пока соответствующие значения не достигнут 1,8 В и 1,1 г/см3.

Состав электролита

Электролит содержит смесь серной кислоты и дистиллированной воды. Данные не будут точными при замерах, если водитель только что добавил воду. Нужно подождать некоторое время, чтобы свежая вода успела смешаться с существующим раствором. Перед тем как поднять плотность электролита, нужно помнить: чем больше концентрация серной кислоты, тем плотнее становится электролит. Чем выше плотность, тем выше уровень заряда.

Для раствора электролита наилучшим выбором является дистиллированная вода. Это минимизирует возможные загрязнения в растворе. Некоторые загрязняющие вещества могут вызывать реакцию с ионами электролита. Например, если смешивать раствор с солями NaCl, получится осадок, что изменит качество раствора.

Влияние температуры на емкость

Какая плотность электролита — это будет зависеть от температуры внутри батарей. Руководство пользователя для конкретных батарей уточняет, какая коррекция должна применяться. Например, в руководстве Surrette/Rolls для температур в диапазоне от -17,8 до -54,4оC при температуре ниже 21оC, снимается 0,04 для каждых 6 градусов.

Многие инверторы или контроллеры заряда имеют датчик температуры батареи, который прикрепляется к аккумулятору. У них обычно есть ЖК-дисплей. Указание инфракрасного термометра также даст необходимую информацию.

Прибор для измерения плотности

Ареометр плотности электролита используется для измерения удельного веса раствора электролита в каждой ячейке. Кислотная аккумуляторная батарея полностью заряжена с удельным весом 1,255 г/см3 при 26оС. Удельный вес — это измерение жидкости, которая сравнивается с базовой. Это вода, которой присваивается базовое число 1.000 г/см3.

Концентрация серной кислоты в воде в новой аккумуляторной батарее составляет 1.280 г/см3, это означает, что электролит весит в 1.280 г/см3 раз больше веса того же объема воды. Полностью заряженная батарея будет тестироваться на уровне до 1.280 г/см3, в то время как разряженная будет учитываться в диапазоне от 1.100 г/см3.

Процедура проверки ареометром

Температура считывания ареометра должна быть скорректирована до температуры 27оC, особенно в отношении плотности электролита зимой. Высококачественные ареометры оснащены внутренним термометром, который будет измерять температуру электролита, и включают шкалу преобразования для коррекции показаний поплавка. Важно признать, что температура значительно отличается от показателей окружающей среды, если автомобиль эксплуатируется. Порядок измерения:

  1. Несколько раз набрать резиновой грушей электролит в ареометр, чтобы термометр мог отрегулировать температуру электролита и замерить показания.
  2. Изучить цвет электролита. Коричневая или серая окраска указывает на проблему с батареей и является признаком того, что она приближается к концу своего срока службы.
  3. Набрать минимальное количество электролита в ареометр, чтобы поплавок свободно плавал без контакта с верхней или нижней частью измерительного цилиндра.
  4. Удерживать ареометр в вертикальном положении на уровне глаз и обратить внимание на показания, где электролит соответствует шкале на поплавке.
  5. Добавить или вычесть 0,004 доли единицы для показаний на каждые 6оC, при температуре электролита выше или ниже 27оC.
  6. Отрегулировать показания, например, если удельный вес 1.250 г/см3, а температура электролита составляет 32оC, значение 1.250 г/см3 дает скорректированное значение 1.254 г/см3. Аналогично, если температура составляла 21оC, вычесть значение 1.246 г/см3. Четыре балла (0.004) от 1.250 г/см3.
  7. Протестировать каждую ячейку и отметить показания, скорректированные до 27оC, перед тем как проверить плотность электролита.

Примеры измерения заряда

Пример 1:

  1. Показания ареометра — 1.333 г/см3.
  2. Температура 17 градусов, что на 10 градусов ниже рекомендуемого.
  3. Вычитаем 0,007 с 1,333 г/см3.
  4. Результат равен 1.263 г/см3, поэтому состояние заряда составляет около 100 процентов.

Пример 2:

  1. Данные плотности — 1,178 г/см3.
  2. Температура электролита — 43 градусов С, что на 16 градусов больше нормы.
  3. Добавляем 0,016 до 1,178 г/см3.
  4. Результат равен 1,194 г/см3, зарядка 50 процентов.

СОСТОЯНИЕ ЗАРЯДА

УДЕЛЬНЫЙ ВЕС г / см3

100%

1,265

75%

1,225

50%

1,190

25%

1,155

0%

1,120

Таблица плотности электролита

Нижеследующая таблица температурной коррекции является одним из способов объяснить резкие изменения значений плотности электролита при различных температурах.

Чтобы использовать эту таблицу, нужно знать температуру электролита. Если измерение по каким-то причинам невозможно, то лучше использовать температуру окружающего воздуха.

Таблица плотности электролита приводится ниже. Это данные в зависимости от температуры:

% 100 75 50 25 0
-18 1,297 1,257 1,222 1,187 1,152
-12 1,293 1,253 1,218 1,183 1,148
-6 1,289 1,249 1,214 1,179 1,144
-1 1,285 1,245 1,21 1,175 1,14
4 1,281 1,241 1,206 1,171 1,136
10 1,277 1,237 1,202 1,167 1,132
16 1,273 1,233 1,198 1,163 1,128
22 1,269 1,229 1,194 1,159 1,124
27 1,265 1,225 1,19 1,155 1,12
32 1,261 1,221 1,186 1,151 1,116
38 1,257 1,217 1,182 1,147 1,112
43 1,253 1,213 1,178 1,143 1,108
49 1,249 1,209 1,174 1,139 1,104
54 1,245 1,205 1,17 1,135 1,1

Как видно из этой таблицы, плотность электролита в аккумуляторе зимой намного выше, чем в теплое время года.

Техническое обслуживание аккумуляторной батареи

Эти батареи содержат серную кислоту. При работе с ними всегда нужно использовать защитные очки и резиновые перчатки.

Если ячейки перегружены, физические свойства сульфата свинца постепенно изменяются, и они разрушаются, из-за чего нарушается процесс зарядки. Следовательно, плотность электролита уменьшается из-за низкой скорости химической реакции.

Качество серной кислоты должно быть высоким. В противном случае батарея может быстро стать неработоспособной. Низкий уровень электролита помогает высушить внутренние пластины устройства, после чего будет невозможно восстановить аккумулятор.

Сульфированные батареи можно легко распознать, просмотрев измененный цвет пластин. Цвет сульфатированной пластины становится светлее, а его поверхность становится желтой. Такие ячейки и демонстрируют снижение мощности. Если сульфирование происходит в течение длительного времени, наступают необратимые процессы.

Чтобы избежать этой ситуации, рекомендуется заряжать свинцово-кислотные аккумуляторные батареи в течение длительного времени при низкой скорости зарядного тока.

Всегда существует высокая вероятность повреждения клеммных колодок батарейных ячеек. Коррозия в основном поражает болтовые соединение между ячейками. Этого можно легко избежать, если обеспечить герметичность каждого болта с покрытием тонким слоем специальной смазки.

Во время зарядки аккумулятора существует высокая вероятность кислотного распыления и газов. Они могут загрязнять атмосферу вокруг батареи. Следовательно, около батарейного отсека нужна хорошая вентиляция.

Эти газы взрывоопасны, следовательно, открытое пламя не должно попадать внутрь пространства, где заряжаются свинцовые аккумуляторы.

Чтобы предотвратить взрыв батареи, который может привести к серьезным травмам или смерти, нельзя вставлять металлический термометр в аккумулятор. Нужно использовать ареометр со встроенным термометром, который предназначен для тестирования батарей.

Срок службы источника тока

Производительность батареи ухудшается с течением времени, независимо от того, используется она или нет, она также ухудшается при частых циклах заряда-разряда. Срок службы — это время, когда неактивная батарея может быть сохранена до того, как она станет непригодной для применения. Обычно считается, что это около 80% от ее первоначальной емкости.

Существует несколько факторов, которые существенно влияют на срок службы батареи:

  1. Циклическая жизнь. Время автономной работы определяется в основном циклами использования батареи. Обычно срок службы от 300 до 700 циклов при нормальном использовании.
  2. Эффект глубины разряда (DOD). Отказ от более высокой производительности приведет к сокращению жизненного цикла.
  3. Температурный эффект. Это является основным фактором производительности батареи, срока годности, зарядки и контроля напряжения. При более высоких температурах в батарее происходит большая химическая активность, чем при более низких температурах. Для большинства батарей рекомендуется использовать температурный диапазон -17 до 35оС.
  4. Напряжение и скорость перезарядки. Все свинцово-кислотные батареи выделяют водород из отрицательной пластины и кислород из положительной во время зарядки. Аккумулятор может хранить только определенное количество электроэнергии. Как правило, батарея заряжается на 90% за 60% времени. А 10% оставшегося объема батареи заряжается около 40% общего времени.

Хорошее время жизни батарей — от 500 до 1200 циклов. Фактический процесс старения приводит к постепенному снижению емкости. Когда ячейка достигает определенного срока службы, она не перестает работать внезапно, этот процесс растянут во времени, за ним нужно следить, чтобы своевременно подготовиться к замене аккумулятора.

Лучший ответ: Какая должна быть плотность у заряженного аккумулятора?

Плотность полностью заряженной батареи составляет 1.27- 1.28 г/см3, напряжение — 12.5 В. О степени разряженности батареи судят по плотности электролита. Чем ниже плотность электролита, тем сильнее батарея разряжена.

Какая должна быть плотность в аккумуляторе 60 ампер?

Как проверить плотность аккумулятора

Процент заряженности Плотность электролита г/см³ (**) Напряжение аккумулятора В (***)
100% 1,28 12,7
80% 1,245 12,5
60% 1,21 12,3
40% 1,175 12,1

Что делать при низкой плотности электролита?

Чтобы повысить плотность электролита в АКБ можно воспользоваться одним из представленных способов:

  1. Полностью заменить электролит на новую жидкость с нормальной концентрацией 1 г/куб. см;
  2. Залейте кислоту аккумулятора в электролит;
  3. Доведите имеющийся раствор до нужной концентрации.

Как изменяется плотность электролита в работающем аккумуляторе при зарядке?

Почему плотность меняется при разрядах и зарядах? При заряде батарея начинает поглощать дистиллированную воду из электролита, поэтому концентрация начинает расти. Разрушаются так называемые «соли серной кислоты», которые оседают на пластинах. У полностью заряженной батареи она составляет 1,27 – 1,29 г/см3!

Какая должна быть плотность в аккумуляторе?

Для нормальной работы АКБ плотность электролита должна лежать в пределах 1,23-1,4 г/куб. см, так как именно при такой плотности раствор имеет максимальную электропроводность. Однако плотность концентрированной серной кислоты составляет 1,83 г/куб.

Какая должна быть плотность аккумулятора летом?

Для того, чтобы плотность выровнялась по банкам АКБ и вышла у Вас к номинальной 1,27- 1,28 г/см3. С такой плотностью электролита можно ездить и летом и зимой, так скажем всесезонный аккумулятор.

Как повысить плотность аккумулятора на зиму?

Как повысить плотность

  1. Зарядите батарею (если АКБ разряжена, то при добавлении раствора, поднимется концентрация серной кислоты – пластины разрушается).
  2. Температура электролита должна быть от 20 до 25 градусов.
  3. Осмотрите аккумулятор: на нем не должно быть дефектов и повреждений, особое внимание уделите токовыводам.

Что будет если плотность электролита низкая?

Впрочем, зачастую подзарядки требует и находящаяся в эксплуатации батарея. Плотность полностью заряженной батареи составляет 1.27- 1.28 г/см3, напряжение — 12.5 В. О степени разряженности батареи судят по плотности электролита. Чем ниже плотность электролита, тем сильнее батарея разряжена.

Почему при зарядке аккумулятора падает плотность?

В составе электролита есть действующая серная кислота, которая при попадании на кожу, может ее разъесть. Повысить плотность раствора можно одним из этих способов: Можно полностью заменить электролит на новую жидкость с нормальной концентрацией — 1г/куб.

Как узнать что аккумулятор полностью заряжен?

Базовый принцип: установите вольтметр на клеммы аккумулятора с зарядкой. Если в течении часа напряжение не увеличивается при токе заряда, который не изменяется, значит АКБ заряжен на 100%.

Как правильно измерить плотность аккумулятора в домашних условиях?

Измерение ареометром производят при температуре электролита +20 … +30°C. Если температура иная, то необходимо применять корректировочные поправки к показанию ареометра. Пользование ареометром настолько простое, что даже можно проверить плотность электролита в домашних условиях.

Когда нужно доливать дистиллированную воду в аккумулятор до зарядки или после?

Воду нужно доливать во время заряда батареи, либо в только что заряженный аккумулятор, как и рекомендуют производители, которые делают в своих батареях отверстия для долива. Уровень электролита достаточен, если он выше верха пластин на 1 см. Очень опасны «сухие» пластины, края которых выше уровня электролита.

Зарядка автомобильного аккумулятора. Плотность раствора электролита




4. Определение степени заряженности аккумулятора

Аккумулятор в автомобиле хорошо себя чувствует, а значит и дольше служит только в случае, если при эксплуатации его заряженность близка к полной. В среднем же статистика свидетельствует о явном «недомогании» аккумулятора в течении достаточно большого промежутка времени: 80% времени аккумулятор заряжен на 75-100%, 15% времени — в пределах 50-75% и 5% времени — менее 50%. Особенно плохо дело обстоит зимой при кратковременных городских поездках, когда, несмотря на наличие мощного генератора, расход электроэнергии многочисленными потребителями полностью не восполняется.

При отключенных потребителях электропитания зарядка автомобильного аккумулятора начинается при частоте вращения коленчатого вала 700-900 об/мин. Если потребители берут ток 10А (габаритные огни и вентилятор отопителя), то для обеспечения зарядки требуется 1500 об/мин., а при 20А (дальний свет фар или противотуманные фонари, вентилятор отопителя и стеклоочиститель) уже все 2500 об/мин.

Причины снижения заряженности аккумулятора при эксплуатации хорошо известны. Это и бесконтрольное использование потребителей энергии, и невнимание к натяжению ремня привода генератора, и банальная забывчивость: как часто видишь на стоянке автомобиль с включенными габаритными огнями.

Когда автомобилю предстоит длительная стоянка, аккумулятор лучше всего отключить: снять с минусовой клеммы наконечник или отключить массу с помощью выключателя (при наличии такового). Это предотвращает утечку тока через влагу и грязь на клеммах, через поврежденную изоляцию или диоды выпрямителя. На стоянке происходит и саморазряд аккумулятора, который тем сильней, чем выше температура окружающего воздуха. При плюсовой температуре стоящую без работы аккумуляторную батарею нужно подзаряжать ежемесячно. При морозе же саморазряд идет очень медленно и аккумулятор может простоять без подзарядки всю зиму. Так что уносить на зиму аккумуляторную батарею в теплую квартиру не только нецелесообразно, но даже вредно. Но здесь тоже нужно оговориться: старый аккумулятор (свыше 3-х лет) сам по себе уже склонен к саморазряду. За зиму он может так разрядиться, что электролит в банках замерзнет и разорвет их. Поэтому зимой рекомендуется 2-3 раза проверить плотность электролита, имея в виду что замерзание происходит при температуре, приведенной в таблице ниже:


Плотность электролита при температуре 15оС

Температура застывания электролита, оС

1,10

-7

1,15

-14

1,2

-25

1,25

-68

О степени разряженности аккумулятора , а также о его общем состоянии можно судить по плотности электролита. В новом, полностью заряженном аккумуляторе плотность электролита при температуре +15о должна составлять 1,26-1,28г/см3 (допускается в пределах от 1,23 до 1,31г/см3). Начальная плотность электролита устанавливается в зависимости от климатической зоны. Но измерять начальную плотность нужно не у заливаемого электролита, а после полной дозарядки. Первый раз это необходимо сделать очень тщательно, не забывая вносить поправку на температуру электролита (0,01г/см3 на каждые 15оС). Полученное исходное значение плотности лучше записать: в будущем оно может пригодиться. Когда аккумуляторная батарея разряжается, её плотность падает: в батарее, разряженной на 25%, плотность уменьшается на 0,04г/см3, а разряженной на 50% — на 0,08г/см3, и т.д.

Степень разряженности аккумулятора можно определить не только по плотности электролита, но и измерением ЭДС (электродвижущей силы) с помощью тестера или точного вольтметра. Делается это следующим образом: аккумуляторную батарею отключают от бортовой сети автомобиля и дают ей «отдохнуть»  по крайней мере 1 ч, потом измеряют ЭДС. У полностью заряженного аккумулятора при +15-20оС ЭДС=12,72 В, у заряженной на 75% — 12,54 В, на 50% — 12,30 В и на 25% — 12,00 В.

При обнаружении недозаряда, если в ближайшее время не предвидится дальних поездок, необходимо снять аккумулятор и дозарядить её любым током, численно не превышающем 0,1 номинальной емкости (до тех пор, пока не начнется газовыделение)

В литературе можно встретить термин «перезаряд». Под этим понимают обычно не само состояние аккумулятора (перезарядить аккумуляторную батарею просто невозможно!), а процесс зарядки полностью заряженного аккумулятора достаточно большим током, который имеет место при напряжении на клеммах батареи более 14,5 В.

Может случиться и так (это бывает чаще всего после длительного бездействия аккумуляторной батареи), что плотность электролита в разных банках аккумулятора различается более чем на 0,02г/см3. В этом случае необходимо провести уравнительный заряд током 1,5-2 А Если разность плотности остается больше 0,02г/см3, это свидетельствует о неисправности банки с меньшей плотностью.



Плотность электролита в аккумуляторе — какая должна быть


Автомобильный аккумулятор предназначен для обеспечения бортовой сети транспортного средства и накопления энергии, которую вырабатывает генератор. Больше века кислотно-свинцовые батареи применяются в автомобильной промышленности и по-прежнему удерживают лидирующие позиции. Причина долголетия проста – высокая эффективность при дешевой себестоимости. Подобные батареи состоят из гальванических элементов, которые взаимодействуя с водным раствором серной кислоты, вырабатывают электрическую энергию. Такие источники питания имеют стабильную плотность электролита в аккумуляторе, отличаются высокой морозоустойчивостью и длительным сроком работы.

Плотность электролита

Электролит — это основной компонент аккумулятора, а именно, вещество, проводящее электрический ток вследствие распада на ионы в растворе. Основным свойством, которое необходимо знать при использовании АКБ в автомобиле, является плотность электролита — в науке данный термин означает соотношение массы жидкости к занимаемому объему. В АКБ роль раствора выполняет электролит, состоящий из кислоты и дистиллированный воды.

Непосредственно плотность зависит от температуры электролита (чем ниже температура, тем выше плотность). Работа аккумулятора – это чередование циклов разрядки и зарядки, во время которых происходит широкий спектр химических реакций. При разрядке батареи химическая энергия трансформируется в электрический ток, при зарядке электричество превращается в химическую энергию. Данные процессы оказывают серьезное влияние на плотность электролитического раствора. Процесс зарядки повышает плотность электролита, разряд элемента питания – понижает это значение.


Температура замерзания электролита в зависимости от плотности — Таблица 1

С помощью прибора ареометра можно замерить плотность электролита в аккумуляторе, а также точно определить степень зарядки АКБ. При полном разряде батареи, показатель плотности падает настолько, что между пластинами остается практически дистиллированная вода. Сульфат свинца, который избыточно вырабатывается во время разряда, полноценно не расходуется при зарядке батареи и покрывает свинцовые пластины белым налетом. Сульфатация негативно влияет на емкость аккумулятора, сокращая рабочий ресурс источника питания. Свинцовые пластины со временем начинают осыпаться, что приводит к короткому замыканию внутри батареи.

Поскольку электролит является смесью воды и кислоты, то плотность электролита в аккумуляторе может возрастать. При зарядке АКБ происходит электролиз – выкипание дистиллированной воды из корпуса, благодаря чему концентрация кислоты в растворе возрастает, увеличивая его плотность. Печальная перспектива электролиза очевидна. Потеря воды неизбежно приведет к уменьшению уровня жидкости. Свинцовые пластины оголятся и вступят в химическую реакцию с кислородом, что приведет к осыпанию свинца и выходу батареи из строя. Именно поэтому важно остановить зарядку батареи при первых признаках кипения жидкости и своевременно доливать дистиллят при низком уровне электролита в обслуживаемых батареях.

Устройство и принцип работы АКБ

Для того чтобы качественно провести обслуживание аккумулятора и обеспечить правильную его работу, необходимо хотя бы приблизительно представлять, что у него внутри и как все это работает. Поэтому, прежде чем перейти к вопросам об электролите, необходимо понять, как устроен автомобильный аккумулятор и по какому принципу он работает.

Конструкция батареи

Практически все свинцово–кислотные батареи имеют одинаковую конструкцию. Состоят они из отдельных секций (банок), каждая из которых имеет набор положительных и отрицательных пластин. Первые называются катодными и выполнены из металлического свинца. Вторые, анодные, сделаны из диоксида свинца. Пластины собраны в пакет и помещены в кислотостойкую емкость, в которую впоследствии заливается рабочая жидкость – водный раствор серной кислоты или так называемый электролит.

Устройство секции свинцово-кислотного аккумулятора:

  • 1 – крышка банки;
  • 2 – корпус банки;
  • 3 – ребристый отстойник;
  • 4 – пластины, собранные в пакет;
  • 5 – отрицательный (анодный) вывод;
  • 6 – отрицательный (анодные) пластины;
  • 7 – диэлектрическая прокладка – сепаратор;
  • 8 – положительный (катодный) вывод;
  • 9 – положительные (катодные) пластины.

Готовые секции, соединенные последовательно, и являются аккумуляторной батареей. В шестивольтовых АКБ таких секций три, в 12-ти вольтовых – шесть.

Как это работает

Итак, конструкция АКБ достаточно проста, но каким образом на ее выводах появляется напряжение? Действительно, если взять батарею прямо из магазина и подключить к ней вольтметр, то прибор покажет «0». Отсутствие тока обусловлено тем, что электролит не заливается в батарею сразу после изготовления, и в стоящем на магазинной полке аккумуляторе пластины сухие. Рабочая жидкость заливается в АКБ уже после покупки.

Самое время выяснить, для чего нужен электролит. Поскольку положительные и отрицательные пластины имеют различный химический состав, между ними, погруженными в кислотный раствор, возникает разность потенциалов (примерно 2 В на секцию, чем и обусловлено количество секций в батарее). При подключении к клеммам АКБ нагрузки между пластинами, благодаря высокой электропроводности электролита, начинает течь ток. Одновременно начинается химический процесс преобразования диоксида свинца в сульфат свинца с участием серной кислоты. Как только количество диоксида и серной кислоты упадет до определенного уровня, процесс прекратится, и батарея перестанет вырабатывать ток – разрядится.

В процессе разрядки серная кислота и диоксид свинца расходуются на образование сульфата свинца

Рекомендуем: Характеристики автомобильного аккумулятора Bosch s5

Но аккумуляторы, в отличие от гальванических элементов (батареек), могут восстанавливать свои химические свойства. Если подключить АКБ к источнику постоянного тока, то под его действием сульфат начнет разлагаться на диоксид свинца и серную кислоту. Батарея начнет заряжаться, преобразуя электрическую энергию в химическую. Как только количество диоксида и кислоты достигнет исходных величин, батарею можно считать заряженной.

Химические процессы, возникающие в батарее при ее разрядке и зарядке

Серная кислота, входящая в состав электролита, играет одну из основных ролей в работе АКБ. Именно от ее свойств будет зависеть качественная и долговременная работа батареи в целом.

Какая должна быть плотность электролита в аккумуляторе

Отечественные автовладельцы ведут отчаянный спор о правилах эксплуатации аккумуляторных батарей. Количество автомобилей стремительно растет, и каждый водитель пытается сформулировать свою позицию по данному вопросу. Даже среди профильных специалистов мнения существенно разнятся. Поэтому будем отталкиваться от рекомендаций производителей, ведь только разработчики элементов питания способны сформулировать нюансы эксплуатации собственных изделий. Любая новая АКБ имеет сопроводительную инструкцию, в которой конкретно прописаны мероприятия по техническому обслуживанию.

Аккумуляторная батарея негативно воспринимает и повышенную, и пониженную плотность электролита. Высокий показатель плотности активизирует химические процессы, делая электролит «агрессивным», что приводит к значительному снижению рабочего ресурса изделия. Низкая плотность уменьшит емкость АКБ, что способствует проблемам запуска силового агрегата, особенно в зимнее время. Именно по этой причине необходимо придерживаться значений, рекомендованных производителем. Плотность полностью заряженного нового аккумулятора должна составлять 1.27 г/см3 при температуре +25 °С. При жарком климате допускается понижение плотности на 0,01 г/см3 , а при морозах — на 0,01 — 0,02 г/см3 больше.

Плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом

Современный аккумулятор – устройство, сбалансированное и беспричинно корректировать электролит бессмысленно. Плотность электролита в аккумуляторе 1.27 г/см3 не позволит кристаллизоваться жидкости до –50°С. Подобные экстремальные температуры встречаются только на крайнем севере. В таких регионах плотность увеличивают, чтобы предотвратить замерзание электролита. Лучше своевременно заряжать батарею и не допускать разряда, чтобы показатель плотности держался в номинальном значении. Поскольку температура окружающей среды изменчива, то для замера плотности электролита предлагаем использовать специальную таблицу с поправками.


Плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом — Таблица 2

Как проверить плотность электролита в аккумуляторе

Данную процедуру необходимо выполнять с периодичностью в три месяца или каждые 15-20 тыс. км, дабы контролировать работоспособность элемента питания. Также замеры производят при покупке новой батареи или при возникновении проблем во время запуска двигателя. Проверку можно выполнить на станции технического обслуживания или самостоятельно в условиях гаража. Перед проверкой показателя электролита следует полностью зарядить аккумулятор и сделать временную паузу длительностью шесть часов. Ведь во время зарядки плотность электролита повышается и информация будет некорректной. Для процедуры измерения потребуется ареометр, который можно приобрести в любом автомагазине. Данное устройство вполне доступно, так как имеет низкую цену.

Для работы потребуется:

  • Ареометр
  • Защитные очки
  • Сухая хлопчатобумажная ткань
  • Резиновые перчатки.

Перед измерением источник питания необходимо установить на ровную поверхность и выкрутить заглушки. Далее следует рукой сжать резиновую грушу прибора и опустить наконечник ареометра в крайнюю банку АКБ. Погрузив устройство в электролит, грушу можно отпустить. Разряженный воздух в колбе, начнёт засасывать жидкость из банки. Теперь нужно визуально оценить уровень раствора в ареометре. Количество жидкости должно позволить измерительному поплавку свободно плавать внутри прибора.

После того, как поплавок прекратит колебательные движения, можно зафиксировать показатель плотности электролита, который должен составлять 1,24 – 1,29 г/см3. Если цифры существенно отличаются, то следует выполнить коррекцию плотности раствора. Аналогичные процедуры необходимо произвести со всеми банками аккумулятора. Следует помнить, что любые операции с электролитом необходимо выполнять в защитных перчатках и очках. После завершения работ пластиковый корпус АКБ рекомендуется насухо протереть чистой тряпкой, дыбы исключить саморазряд батареи.

Когда и чем доливают аккумулятор

Необходимость доливки рабочей жидкости в батарею возникает нечасто, но она бывает необходимв. Что, сколько и в каких случаях нужно доливать? Всего таких случаев два: низкий уровень электролита и ненормальная кислотность рабочей жидкости.

Низкий уровень в секциях

Эта ситуация возникает часто, поскольку в процессе работы батареи вода испаряется или, как принято говорить, выкипает. При этом уровень раствора в секциях уменьшается, и края пластин оказываются сухими. Определить это можно визуально, просто свинтив пробки с секций и заглянув в заливные горловины. Нормальный уровень жидкости в секции должен быть примерно на 1 см выше уровня среза пластин. В некоторых АКБ даже имеется специальная метка, отштампованная на корпусе. Если уровень низкий, то ситуация хоть и серьезна, но устранить ее легко. Для этой операции понадобятся:

  • медицинский шприц без иглы или автомобильный ареометр;
  • дистиллированная вода;
  • средства защиты (очки и резиновые перчатки).

Дистиллированная вода набирается в шприц и заливается в соответствующие секции, до нужного уровня. После доливки жидкости в аккумулятор его ставят на зарядку. В этом плане автоареометр намного предпочтительней, поскольку, долив воду, тут же можно проконтролировать плотность раствора.

Следует соблюдать осторожность: нельзя работать с кислотой, если глаза не защищены.

Ненормальная кислотность

Если изначально батарея была заправлена как положено, то чрезмерно большая плотность электролита в аккумуляторе может появиться только в случае, если выкипела вода или измерения проводились при сильном морозе (с понижением температуры плотность повышается, и это нормально). В первом случае достаточно просто долить воду, во втором – произвести перерасчет или, что проще и правильнее, заняться измерениями в отапливаемом помещении.
А вот падение концентрации кислоты – ситуация реальная. Обычно это происходит из-за неправильной эксплуатации АКБ или ввиду ее «преклонного возраста». Причина – появление нерастворимого сульфата, который при своем образовании использовал кислоту, но уже не разлагается при зарядке, а значит, вернуть ее обратно в раствор не может. Ситуация не особо радостная, но восстановить плотность необходимо хотя бы для того, чтобы дотянуть до покупки новой батареи.

Коррекция плотности электролита

Эксплуатация автомобиля подразумевает циклическую нагрузку на АКБ, во время которой катализатор электрохимического процесса изменяет свою структуру. Поскольку электролит состоит из кислоты(35%) и дистиллированной воды(65%), то это соотношение способно изменяться в зависимости от степени заряженности источника энергии. Во время движения транспортного средства генератор постоянно подает на батарею электрический ток.

Когда емкость восстанавливается, начинается процесс электролиза, во время которого электролит закипает и испаряется. Аналогичный процесс происходит при длительной зарядке специальным устройством. Количество воды в растворе уменьшается, из-за чего увеличивается плотность и убавляется объем жидкости. Чтобы восстановить номинальное значение необходимо долить дистиллированную воду в каждую банку батареи.

Причины снижения плотности электролита

Чтобы поддержать работоспособность элемента питания автовладельцы добавляют в батарею дистиллированную воду, забывая проверить показатели плотности. Большая концентрация воды приводит к сильному электролизу, во время которого вместе с водой начинает испаряться серная кислота, что снижает плотность электролита. Со временем содержание кислоты в растворе становится критическим и раствор перестает выполнять функцию катализатора химических процессов, что негативно отражается на функциональности аккумулятора.

Инструкция проверки

Проверить уровень плотности – задача не трудная. Для ее выполнения нужно лишь обзавестись специальным прибором. Некоторые автоэксперты советуют денсиметр, другие – ареометр.

В данном материале будет подана инструкция того, как проверить плотность при помощи ареометра.

Рекомендуем: ДМРВ: что это такое

Прежде чем приступить непосредственно к проверке плотности, нужно запомнить, что делать это желательно при температуре +25°С. А также, помимо ареометра, понадобятся мерный стакан и клизма-груша, собственно сам электролит, но обязательно свежий, также дистиллированная вода и, при отдельной необходимости, о чем будет рассказано немного позже, аккумуляторная кислота, паяльник и дрель.

Итак, пошаговая инструкция правильной проверки параметра плотности в АкБ:

  1. Отдельно для каждой банки измерить параметры электролита.
  2. При помощи клизмы-груши откачать из каждой банки поочередно максимальное количество старого раствор. При этом также нужно замерить его объем.

  3. Долить свежий электролит в количестве половины объема от ранее выкачанного.
  4. Активно потрясти/покачать аккумулятор, чтобы обеспечить смешивание жидкостей.
  5. Проверить анализируемый параметр путем погружения ареометра в электролит благодаря заливному отверстию в корпусе АкБ. При этом электролит перетечет в стеклянную трубку, а поплавок прибора всплывет в корпусе, не прикасаясь к стенкам трубки. После того, как колебания ареометра прекратятся, уровень плотности будет показан не шкале. В случае, если значение не достигло оптимального, ранее перечисленные операции следует производить повторно до тех пор, пока показатели будет нормальные.
  6. Остаток долить дистиллированной водой.

Как повысить плотность электролита в аккумуляторе в домашних условиях

Любая батарея состоит из нескольких банок, поэтому, чтобы поднять плотность электролита в аккумуляторе, придется корректировать электролитический раствор в каждой отдельной емкости. С помощью спринцовки жидкость выкачивается и отправляется в мерную емкость. После чего в банку заливается аналогичное количество нового электролита, который в готовом виде можно приобрести в магазине. Данная операция выполняется с каждой банкой, после чего аккумулятор необходимо зарядить в течение 30 минут, чтобы раствор перемешался. Затем после двухчасовой паузы повторно измеряем показатели плотности. При необходимости нужно повторить коррекцию электролита. Важно помнить, что разность плотности в банках не должна превышать 0.01 г/см3.

Бывают ситуации, когда показатель плотности падает ниже значения 1.18 г/см3. В таких случаях вышеописанная технология не поможет восстановить работоспособность батареи – необходима полная замена электролитического раствора.

Как поднять плотность электролита зарядным устройством

Существует еще один способ, которым следует поделиться. Он требует меньших трудозатрат и больше времени. Суть процесса проста – необходимо поставить батарею на зарядку, выставив минимальный ток (не более 1A). Достигнув полного заряда, аккумуляторная батарея начнет «кипеть». При этом дистиллированная вода будет активно испаряться. Уровень жидкости в корпусе постепенно снизится. Вместо испарившейся воды, доливаем электролит номинальной плотности. Процесс очень длительный, однако, за несколько суток можно добиться необходимого результата.

Как выбрать АКБ для зимы?

Выбирая запчасти, иногда очень сложно определить, какой аккумулятор лучше для зимы. Чего делать не следует, так это обращать внимание на надписи типа «Арктический», «Arctic» и им подобные. Дело в том, что производители имеют полное право написать на корпусе или в названиях своих аккумуляторов любое слово, но технической характеристикой оно при этом являться не будет. Так что, если на нем написано «зимний», а в руководстве по эксплуатации этого не отражено, то надпись можно смело игнорировать.

Какие батареи хорошо работают даже самыми холодными зимами? Объективно лучшими для холодного времени года являются гелевые необслуживаемые устройства. От других аккумуляторов они отличаются тем, что там используется электролит консистенции геля. Такое устройство не требуется многократно подзаряжать, да и замерзнуть гелю сложнее, чем жидкости. Но устанавливать его на старый автомобиль можно только в том случае, если генератор современный, способен обеспечить подачу тока с минимальными колебаниями напряжения.

На что нужно обратить внимание, чтобы приобрести хороший аккумулятор для отрицательных температур:

  • Емкость. Тут все просто. Чем выше этот показатель, тем легче будут заводиться даже очень замерзшие автомобили.
  • Соответствие технических требований АКБ и машины.
  • Соблюдение производителем стандартов качества и безопасности.

Чтобы быть всегда довольным батареями на своей машине, автовладельцу нужно не только выбирать хорошие, качественные устройства, но и поддерживать их в работоспособном состоянии. Своевременная зарядка, контроль уровня и густоты электролита — все это не сложно. А наградой станет хороший, корректно работающий аккумулятор.

Как заменить электролит в аккумуляторе

С помощью замены электролита в аккумуляторе владелец автомобиля может значительно продлить рабочий ресурс АКБ. Замена потребует наличие следующих компонентов:

  • Стеклянная линейка с узкой горловиной
  • Емкость с дистиллятом
  • Электролит необходимой плотности
  • Зарядное устройство
  • Ареометр
  • Пищевая сода
  • Средства защиты: (перчатки, фартук, очки)
  • Резиновая груша
  • Чистая ветошь.

Снятый с машины аккумулятор, тщательно протираем чистой ветошью, удаляя с поверхности грязь и пыль. Рекомендуется производить замену при комнатной температуре. После демонтажа крышек с банок производится откачка раствора. Переворачивать АКБ категорически запрещено, ведь химический осадок, скопившийся на дне, способен вызвать короткое замыкание в пластинах, после чего батарея придёт в негодность. Для удаления остатков электролита необходимо на дне каждой банки просверлить небольшое отверстие, через которое вытекут остатки жидкости.

Теперь в пустые банки заливается дистиллят, чтобы тщательно промыть внутренности батареи. Далее необходимо запаять отверстия специальным пластиком стойким к воздействию кислот. С помощью стеклянной воронки заливаем до необходимого уровня новый электролит, после чего аккумулятор ставится на зарядку. Для восстановления оптимальной емкости источник питания следует разрядить и снова зарядить. Заряженная полностью батарея должна выдавать напряжение 12.7 В. Процесс замены окончен, аккумулятор можно устанавливать на автомобиль.

Использованный электролит необходимо правильно утилизировать. Для этой цели потребуется сода, которая является щелочью и способна нейтрализовать разрушительное действие серной кислоты. В емкость с раствором высыпаем половину пачки соды и наблюдаем бурную химическую реакцию. После окончания бурления получившуюся субстанцию можно вылить в канализацию.

И напоследок совет: своевременно проверяйте плотность электролита своего аккумулятора и регулярно заряжайте батарею. Тогда источник питания «отблагодарит» своего хозяина длительной и бесперебойной работой.

Почему важна плотность энергии в батареях?

Плотность энергии батареи – это количество энергии, содержащейся в батарее, по сравнению с ее весом или размером. Мы называем это удельной плотностью энергии при сравнении с весом и объемной плотностью энергии при сравнении размеров.

Например, мы измеряем энергию батареи в ватт-часах (ватт в час, эквивалент использования одного ватта в течение одного часа). Затем мы можем разделить ватт-часы батареи (wh) на ее килограммы (вес) или объем (литры).

Таким образом, время, в течение которого аккумулятор может питать устройство по сравнению с его весом или размером, равно плотности энергии.

Почему важна плотность энергии батареи?

Плотность энергии батареи имеет решающее значение, поскольку чем выше плотность энергии, тем дольше батарея может излучать заряд по отношению к ее размеру. При этом батареи с высокой плотностью энергии могут быть полезны, когда для батареи не так много места, но вам нужно много выходной энергии. Смартфоны и другие портативные устройства являются прекрасными примерами этого.

Давайте представим преимущества плотности энергии в виде вопроса: что бы вы предпочли: небольшую и легкую батарею, которая излучает энергию в течение длительного времени, или тяжелую батарею, которая занимает много места и обеспечивает лишь небольшое количество энергии?

Почти все сказали бы, что первое. Вот почему высокая плотность энергии жизненно важна в нашем мире.

Плотность энергии в сравнении с плотностью мощности в батареях

Плотность энергии и плотность мощности легко спутать, потому что они в некотором роде похожи.Оба они измеряют электрические характеристики батареи по сравнению с ее весом.

Тем не менее, плотность энергии и плотность мощности различаются по одному важному признаку: в то время как плотность энергии батареи измеряется в ваттах часов (ватт-час) на килограмм (кг), плотность мощности измеряется в ваттах на выходе на килограмм.

Вот где сила против энергии вступает в игру. Плотность мощности измеряет, насколько быстро может быть доставлена ​​энергия, а плотность энергии измеряет, сколько энергии удерживает батарея.

Каковы преимущества использования аккумуляторов с высокой плотностью энергии?

Аккумуляторы с высокой плотностью энергии изменили мобильный мир. Обладая большей энергией, мы можем разместить полезные батареи в небольших помещениях. Это позволяет использовать долговечные телефоны, ноутбуки, наушники или медицинские устройства.

Они также очень легкие по сравнению с прошлыми альтернативами. Могли бы вы представить, что носите с собой 5-фунтовый iPhone? Или 10-фунтовая таблетка?

Большая плотность энергии также означает, что мы можем упаковать много энергии в более крупные мобильные устройства, такие как автомобили, самолеты, строительное оборудование и роботы.

Каковы риски высокой плотности энергии?

Когда в аккумуляторе содержится больше энергии, он может высвободить больше энергии, если что-то пойдет не так.

Жидкие электролиты, содержащиеся в литий-ионных батареях, отличаются высокой летучестью и могут привести к возгоранию, что представляет опасность возгорания. Из-за этого в эти батареи встроены функции безопасности, которые ограничивают их легкий вес и компактность.

Следовательно, чем выше плотность энергии батареи, тем опаснее она может быть, что накладывает ограничения (и риски) на дальнейшее продвижение.

Какая батарея в настоящее время имеет самую высокую плотность энергии?

Несомненно, литий-ионные аккумуляторы лидируют, когда речь идет о высокой плотности энергии. Они изменили наш мир благодаря достижениям в области энергопотребления и портативности. На самом деле плотность энергии литий-ионных аккумуляторов колеблется в пределах 260-270 Втч/кг, а свинцово-кислотных — в пределах 50-100 Втч/кг.

За последнее десятилетие в области литий-ионных аккумуляторов было сделано много достижений, в частности, связанных с их химическим составом.Используя различные материалы для анода и катода, инженеры могут экспериментировать с электрохимией и изменять плотность энергии, плотность мощности и многое другое.

Литий-ионный аккумулятор с самой высокой плотностью энергии — это литий-кобальт-оксидный аккумулятор. В качестве катода используется оксид кобальта, а в качестве анода — графит. Из-за высокой плотности энергии он популярен для смартфонов, ноутбуков, часов, автомобилей и любых компактных устройств, которым необходимо излучать энергию в течение длительного времени.

→ Рекомендуемая литература: Анод vs.Катод: в чем разница?

Преодоление ограничений: твердотельные батареи

Итак, если мы достигли предела в развитии литий-ионных аккумуляторов, куда нам двигаться дальше? Будущее аккумуляторных технологий за твердотельными батареями.

Помните, что литий-ионные аккумуляторы имеют жидкий раствор электролита? Жидкое состояние этого раствора является фундаментальной проблемой. Он нестабилен, летуч при воздействии кислорода и может представлять значительный риск для безопасности.Это также ограничивает прогресс в размерах и плотности энергии из-за этих соображений безопасности.

Твердотельные батареи устраняют эти проблемы. Электролит в этих батареях является твердым, а не жидким, и поэтому имеет более высокую плотность энергии (в 2,5 раза больше), чем современные литий-ионные батареи. Они также имеют более быстрое время зарядки и меньше проблем с безопасностью, что делает батареи меньше и компактнее.

Хотя твердотельные батареи еще не доступны, они могут снова произвести революцию в нашем мире.

Вот почему это важно

Плотность энергии аккумулятора имеет решающее значение, когда речь идет о его размере, продолжительности работы устройства и даже безопасности аккумулятора. Фактически, это была ведущая тема совершенствования аккумуляторов и причина, по которой литий-ионные аккумуляторы так популярны.

Химики и инженеры постоянно стремятся создать безопасные, долговечные батареи с высокой плотностью энергии, и мы могли бы найти это идеальное решение в области химии твердотельных батарей.Будущее созрело для новых инноваций в литиевых батареях. Здесь, в Dragonfly Energy, мы революционизируем не только достижения в области твердотельных батарей, но и производственный процесс.

У вас есть вопросы о плотности энергии и будущем батарей? Оставьте их в комментариях ниже!

Литий-ионный аккумулятор — Институт чистой энергии

Основные результаты исследований

Один из способов, с помощью которого CEI работал над достижением этой цели, заключается в прямой визуализации, в частности, с использованием рентгеновской спектроскопии.Недавно в лаборатории профессора Джерри Зайдлера был разработан метод проведения рентгеновской спектроскопии ближней краевой структуры (XANES) на рабочем столе. Этот метод может позволить относительно подробные измерения определенных характеристик внутреннего состояния батареи без необходимости вскрывать ее и, таким образом, нарушать работу системы. Раньше XANES можно было реализовать только с чрезвычайно высоким потоком излучения от таких инструментов, как синхротрон. Это чрезвычайно большие и дорогие установки стоимостью до 1 миллиарда долларов, которые пользуются таким большим спросом среди ученых, что многомесячные списки ожидания становятся нормой.Используя преимущества новых передовых оптических технологий, лаборатория Зайдлера смогла изготовить небольшой прибор стоимостью 25 000 долларов, который может имитировать измерения, проводимые на синхротроне. С помощью этого нового инструмента ученые могут получать результаты в течение нескольких часов без значительного времени ожидания, что значительно увеличивает скорость разработки нестандартных технологий.

Еще один аспект исследования аккумуляторов CEI включает создание физических, математических и вычислительных моделей внутреннего состояния аккумулятора.Это может помочь оптимизировать производительность батареи и циклы зарядки/разрядки, а также прогнозировать и предотвращать опасные отказы батареи. Профессор Венкат Субраманян, руководитель Лаборатории моделирования, анализа и управления технологическими процессами для электрохимических систем (MAPLE), разрабатывает и переформулирует физические модели батарей, а также работает над методами моделирования и решения этих моделей с большей эффективностью и точностью. Предоставив более эффективную, универсальную и точную модель технологии литий-ионных аккумуляторов, M.А.П.Л.Е. Исследования лаборатории могут помочь в разработке аккумуляторов более точно для более безопасной и эффективной работы.

Другие фокусы

Большая часть текущих исследований CEI направлена ​​на разработку способов лучшего понимания и управления важными внутренними состояниями литий-ионных аккумуляторов. Понимание внутренней работы батареи имеет важное значение для улучшения конструкции и оценки режимов ее отказа.

Другим крупным направлением исследований CEI является разработка новых материалов для улучшения характеристик аккумуляторов.В центре внимания CEI находятся как наука о материалах высокого уровня, такая как разработка и замена альтернативных материалов в литий-ионных батареях, так и характеристика и проектирование наноструктурированных материалов или материалов, свойства которых определяются даже с точностью до нанометра. . Исследователи CEI также изучают материалы, которые могут предложить альтернативу технологиям литий-ионных аккумуляторов.

Кремний исследуется в качестве анодного материала, поскольку он может образовывать трехмерную клетку, обладающую большей способностью поглощать литий.

Натрий-ионные аккумуляторы достигают плотности энергии 160 Втч/кг, быстрая зарядка

Что вы узнаете:

  • Чем натрий-ионный аккумулятор отличается от литий-ионного?
  • Как компания CATL преодолела присущие ей проблемы, связанные с ионами натрия?
  • Какие шаги предпринимаются, чтобы довести Na-ионную батарею до стадии коммерческого использования?

Литий-ионные аккумуляторы продемонстрировали превосходную плотность энергии, энергоэффективность и длительный срок службы.Сегодня они питают электрические и гибридные автомобили с низким уровнем выбросов в дополнение к использованию в стационарных устройствах хранения энергии.

Однако по мере того, как электромобили (EV) становятся все более популярными, спрос на ингредиенты для аккумуляторов быстро растет, в результате чего наиболее легкодоступные запасы лития становятся либо географически удаленными, либо расположены в политически чувствительных районах. В результате производители автомобилей и аккумуляторов ищут альтернативы литию, нынешнему основному химическому составу аккумуляторов для электромобилей.

Введите натрий-ионный аккумулятор. Низкая стоимость, безвредное воздействие на окружающую среду и естественное изобилие ресурсов натрия (Na) сделали натрий-ионные батареи возможной конкурентоспособной альтернативой своим литиевым аналогам для крупномасштабных приложений.

Натрий-ионные и литий-ионные

Принцип работы натрий-ионных аккумуляторов аналогичен литий-ионным устройствам. В обоих случаях ион перемещается между анодом и катодом, теряя или поглощая электроны. Натрий является одним из наиболее распространенных элементов в земной коре, и его можно добывать путем электролиза хлорида натрия.Однако по сравнению с ионами лития ионы натрия имеют больший объем и более высокие требования к структурной стабильности и кинетическим свойствам материалов. В прошлом это было узким местом для индустриализации натрий-ионных аккумуляторов.

Компания Contemporary Amperex Technology Co. Inc. (CATL) смогла решить эти проблемы. На онлайн-мероприятии «Tech Zone» председатель CATL д-р Робин Цзэн представил натрий-ионный аккумулятор компании первого поколения вместе с аккумуляторным блоком AB, который может интегрировать натрий-ионные элементы и литий-ионные элементы. в одну пачку.

Аккумулятор CATL имеет плотность энергии 160 Втч/кг. Хотя это немного меньше 200 Вт⋅ч/кг, достигаемых литий-железо-фосфатными (LFP) устройствами, CATL поставляет своим клиентам, таким как Tesla, д-р Цзэн уже предположил, что второе поколение натрий-ионных аккумуляторов достигнет 200. Отметка Втч/кг.

Продукт с ионами натрия уже соответствует другим электрохимическим свойствам или превосходит их. Утверждается, что первое поколение натрий-ионных аккумуляторов CATL обладает такими преимуществами, как возможность быстрой зарядки, превосходная термическая стабильность, низкотемпературные характеристики и высокая эффективность интеграции, среди прочего.По заявлению компании, он может заряжаться до 80% всего за 15 минут.

Кроме того, говорят, что батарея хорошо работает при низких температурах. Согласно данным CATL, при температуре -20°C устройство с ионами натрия сохраняет 90% своей емкости. Кроме того, CATL заявляет, что с точки зрения термической стабильности ее новый продукт превосходит китайские требования безопасности для тяговых аккумуляторов.

Ионно-натриевые батареи имеют еще несколько преимуществ. Длительное время зарядки не приведет к повреждению аккумулятора, а его химическая реакция не вызывает коррозии.Что касается анода, CATL также разработала пористый материал на основе углерода, который позволяет накапливать ионы натрия, обеспечивая соответствие батареи требованиям к производительности цикла.

Аккумуляторы первого поколения для электромобилей


CATL будет использовать аккумуляторы первого поколения для рынка электромобилей и выделяет ключевые особенности, такие как их низкотемпературные характеристики, которые делают их подходящими для автомобильных рынков с суровыми зимами. Первоначально CATL будет выпускать аккумуляторные батареи для электромобилей, которые сочетают в себе натрий-ионные и литий-ионные батареи, чтобы компенсировать дефицит плотности энергии.Для этого CATL также разработала новую систему управления батареями (BMS).

Решение CATL состоит в том, чтобы смешивать и сочетать натрий-ионные и литий-ионные батареи в определенной пропорции, интегрировать их в один корпус и управлять различными аккумуляторными системами с помощью алгоритма BMS. Называемая аккумуляторной системой AB, литий-натриевая система также может расширить свои преимущества высокой мощности и производительности при низких температурах.

Для поддержки устойчивого развития CATL создала инновационную систему из четырех столпов, а именно: химическую систему, структурную систему, производственную систему и бизнес-модели, чтобы создать возможность быстрой трансформации от фундаментальных исследований до промышленного применения, а затем до крупных масштабная коммерциализация.Фирма также разрабатывает другие технологии, которые интегрируют аккумуляторные элементы непосредственно в раму электромобиля, чтобы увеличить его запас хода.

На презентации аккумуляторов д-р Цисен Хуанг, заместитель декана Научно-исследовательского института CATL, сказал, что производство натрий-ионных аккумуляторов полностью совместимо с оборудованием и процессами производства литий-ионных аккумуляторов, и что производственные линии можно быстро переключать для достижения высокая производственная мощность. На данный момент CATL приступила к промышленному внедрению натрий-ионных аккумуляторов и планирует к 2023 году сформировать базовую производственную цепочку поставок.

Руководство пользователя — Аккумулятор AD

1. Подготовка

Аккумулятор залит кислотой, заряжен и готов к работе. Плотность кислоты 1,28 ± 0,01 кг/л, напряжение между клеммами -12,5 В (для аккумуляторов 6 В 6,2 – 6,4 В) при 25°С.

2. Хранение и транспортировка

Хранить в сухом, прохладном месте. Аккумулятор необходимо перезарядить, если плотность кислоты ниже 1,21 кг/л или напряжение 12,4 В (для аккумулятора 6 В – 6,2 В). Держите аккумулятор в горизонтальном положении.Во время транспортировки его следует размещать таким образом, чтобы он не мог упасть. Защитную крышку положительной клеммы аккумулятора следует снимать только тогда, когда аккумулятор надежно установлен в автомобиле, непосредственно перед его подключением к бортовой сети автомобиля. После снятия защитной крышки с новой батареи поместите ее на положительную клемму старой батареи. Это действие предотвратит любые короткие замыкания.

3. Установка в автомобиле

Если автомобиль или дополнительное электрооборудование (аудиоаппаратура, сигнализация, средства связи) производители не ставят особых условий, то:

  • Выключите двигатель и все устройства, использующие электричество.
  • При использовании металлических инструментов соблюдайте осторожность, чтобы избежать короткого замыкания.
  • Сначала отсоедините зажим отрицательной клеммы, затем клемму положительной клеммы.
  • Ослабьте и снимите держатель батареи.
  • Извлеките старую батарею и установите новую.
  • Завинтите держатель батареи и затяните его так, чтобы батарея не двигалась и надежно сидела на своем месте.
  • Очистите клеммы аккумулятора и кабельные зажимы от окиси свинца и грязи и нанесите специальную смазку (если вы не знаете, какую смазку использовать, обратитесь к продавцу аккумуляторов).
  • Сначала подсоедините положительный клеммный зажим, затем отрицательный. Убедитесь, что вы надежно закрепили их.
  • Если у старой батареи есть дополнительные детали (крышка стойки, колено, держатели, заглушки и т. д.), снимите их со старой батареи и, при необходимости, установите на новую.
  • Оставьте хотя бы одно вентиляционное отверстие открытым (это также относится к старой батарее).

4. Зарядка

  • Отсоедините и снимите аккумулятор с автомобиля.
  • Не заряжайте аккумулятор в жилых помещениях или вблизи потенциально опасных мест возгорания.
  • Помещение должно хорошо проветриваться; температура не ниже 10°С.
  • Используйте только специальные зарядные устройства постоянного тока. Внимательно прочитайте рекомендации производителя зарядного устройства и следуйте им.
  • Подсоедините положительный полюс аккумулятора к положительной выходной клемме, а отрицательный полюс – к отрицательной выходной клемме зарядного устройства.
  • Включайте зарядное устройство только после подключения аккумулятора и выключайте после зарядки и перед отключением аккумулятора.
  • Рекомендуемый зарядный ток (ампер, А): 1/10 емкости аккумулятора (Ач).
  • При повышении температуры кислоты выше 55°С или напряжении более 16,3В (для 6В аккумуляторов – 8,1В) уменьшите зарядный ток.
  • Полностью разряженный аккумулятор необходимо заряжать не менее 20 часов. Иногда процесс перезарядки может занять до двух дней.
  • Плотность кислоты полностью заряженного аккумулятора составляет 1,28+0,01 кг/л, а напряжение между клеммами – 12,6В при 25°С, сразу после отключения зарядного устройства – 14 на 14.2В (для аккумуляторов 6В — 6,3В).
  • Аккумулятор полностью заряжен, если плотность кислоты и зарядное напряжение не увеличиваются более двух часов.
  • Проверить уровень электролита и при необходимости долить дистиллированную воду. Никогда не добавляйте кислоту или электролит. Электролит добавляется в процессе производства и не требует «армирования» на протяжении всего срока службы батареи.

5. Техническое обслуживание

  • Аккумулятор должен быть чистым и сухим.
  • Регулярно проверяйте уровень электролита в секциях аккумулятора и при необходимости доливайте дистиллированную воду.Уровень электролита должен быть на 10 мм выше свинцовых элементов. Если воду приходится доливать слишком часто и в больших объемах, проверьте реле напряжения генератора.
  • Оборудование для зарядки аккумулятора автомобиля должно работать исправно. При работающем двигателе напряжение на подключенных полюсах аккумуляторной батареи должно быть в пределах от 13,9В до 14,4В (для аккумуляторных батарей 6В – от 6,9В до 7,3В для систем 24В – от 27,6В до 29,2В), независимо от наличия дополнительного электрооборудования. включено или выключено (обогрев стекол, кондиционер, аудиоаппаратура и т.д.)).
  • Не оставляйте аккумулятор разряженным, немедленно зарядите его. При глубокой разрядке аккумулятора активное вещество, содержащееся в свинцовых пластинах, начинает разлагаться. Этот процесс необратим, аккумулятор быстро теряет емкость и мощность.
  • Не используйте никаких дополнительных химикатов или так называемых «усилителей».
  • Если плотность электролита ниже 1,21 кг/л или напряжение ниже 12,3 В (для аккумуляторов 6 В менее 6,15 В), обязательно зарядите аккумулятор.
  • Не оставляйте незаряженный аккумулятор на морозе.Аккумулятор с напряжением 12В (для аккумулятора 6В – 6В) и плотностью электролита – 1,140 кг/л замерзает при -15°С, еще более разряженный аккумулятор может замерзнуть при -10°С. Образование кристаллов льда разрушает активную массу свинцовой пластины.
  • Не оставляйте автомобиль без движения более 15 дней с включенной сигнализацией.
  • Не оставляйте автомобиль с включенными ненужными энергоемкими приборами. Например. оставленные включенными фары разряжают аккумулятор 55 Ач в течение 4-6 часов.
  • В случае, если аккумуляторная батарея разряжена до такой степени, что автомобиль не может завестись, ее следует зарядить с помощью стационарного зарядного устройства (автомобильный генератор не сможет полностью зарядить ее).

6. Запуск автомобиля от внешнего источника

  • Используйте только специально разработанные соединительные кабели.
  • Электрические системы обоих автомобилей должны иметь одинаковое напряжение.
  • Двигатели обеих машин должны быть выключены.
  • Соедините положительные клеммы обоих аккумуляторов одним кабелем. Используйте другой шнур, чтобы соединить отрицательную клемму аккумулятора автомобиля-помощника с кузовом другого автомобиля, чтобы он соприкасался с голым металлом недалеко от аккумулятора. Попытка завести машину.Каждая попытка не должна превышать 15 секунд.
  • Отсоедините соединительные кабели в обратном порядке.

7. Аккумулятор не используется

  • Аккумулятор полностью зарядить и хранить в сухом прохладном месте (при температуре 0°С саморазряд не происходит). Если вы оставляете аккумулятор в автомобиле, отсоедините отрицательную клемму.
  • Проверяйте аккумулятор каждые 3 месяца и при необходимости подзаряжайте (см. пар. 4). Аккумулятор, который не используется, может потерять до 1% своей емкости в день, и это не считается заводским браком.

Правда о свинцово-кислотном против. Литий-ионные аккумуляторы в жилых автофургонах

Аккумуляторы Battle Born 17 марта 2021 г.

Каждый владелец автодома знает, что качественные аккумуляторы двигателя и дома являются ключом к успешному путешествию, но не все понимают плюсы и минусы различных типов аккумуляторов. Есть ли большая разница между двумя основными типами аккумуляторов, свинцово-кислотными и литий-ионными?

Будет ли иметь значение, какой тип батареи вы выберете для удовлетворения своих потребностей в энергии в качестве RVer? (Подсказка: наверняка будет!) 

Что в этом такого? Что ж, как только вы поймете разницу между свинцово-кислотным илитий-ионных аккумуляторов, вы будете хорошо вооружены, чтобы выбрать аккумулятор или группу аккумуляторов, которые будут обеспечивать ваши потребности в течение многих лет. Это огромное дело, так что давайте сразу же погрузимся в:

Свинцово-кислотные и литий-ионные аккумуляторы

Свинцово-кислотные батареи существуют с середины 1800-х годов и являются самым ранним из существующих типов перезаряжаемых батарей! Технологии свинцово-кислотных аккумуляторов, которым уже более 170 лет, являются зрелыми и успешными. Но это также означает, что он не использует преимущества самых передовых доступных технологий.Давайте посмотрим, как это может повлиять, в частности, на владельцев RV.

В свинцово-кислотных батареях используется химическая реакция для выработки электроэнергии. Каждая 12-вольтовая батарея содержит шесть (6) ячеек. И каждая ячейка содержит смесь серной кислоты и воды (в разной степени). Каждая ячейка имеет положительную клемму и отрицательную клемму. Когда батарея вырабатывает энергию, она разряжается при этом. Химическая реакция приводит к тому, что серная кислота распадается на воду, хранящуюся внутри каждой ячейки, чтобы разбавить кислоту.Таким образом, использование силы истощает кислоту.

Когда батарея снова заряжается, происходит обратный процесс, и перезарядка батареи создает резервные молекулы кислоты. Этот процесс — накопление энергии. (Помните: батарея не хранит электричество. Она хранит химическую энергию, необходимую для производства электричества.)

Каждый из шести элементов 12-вольтовой свинцово-кислотной батареи имеет напряжение около 2,1 вольта при полной зарядке. Эти шесть элементов вместе дают полностью заряженную батарею, предлагающую около 12.6 вольт. (Мы используем такие термины, как «около» и «около», потому что точное напряжение зависит от различных факторов, характерных для батареи, а также от использования и ухода за этой батареей.)

Типы свинцово-кислотных аккумуляторов

Теперь, когда мы знаем, как работает типичная свинцово-кислотная батарея, давайте рассмотрим различные типы доступных свинцово-кислотных батарей и их различия.

Затоплен

Залитая свинцово-кислотная батарея — это батарея, обычно используемая в качестве аккумуляторной батареи двигателя для запуска транспортного средства.Этот тип батареи также можно использовать в качестве аккумулятора для тележки для гольфа или мотоцикла или даже в качестве аккумулятора глубокого цикла в солнечной системе.

Владелец залитой свинцово-кислотной батареи может получить доступ к шести (6) отдельным элементам, упомянутым ранее, и может (и должен!) добавлять в них дистиллированную воду, чтобы они не высыхали. Эти батареи тяжелые и требуют серьезного обслуживания.

Герметичный

Герметичный свинцово-кислотный аккумулятор практически не отличается от внутреннего функционирования самого аккумулятора.Однако слово «герметичный» означает, что у нас нет доступа к шести ячейкам, как в залитой свинцово-кислотной батарее. Обычно эти батареи используются в качестве пусковых батарей для двигателей или в приложениях с глубоким циклом.

В отличие от залитых свинцово-кислотных аккумуляторов, производители конструируют герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы с достаточным количеством кислоты, чтобы предсказуемо продержать аккумулятор в течение гарантийного срока. В герметичную свинцово-кислотную батарею нельзя добавлять дистиллированную воду, поэтому ее обслуживание не требуется.Эти батареи также не выделяют газов и могут быть установлены в закрытых помещениях.

Впитывающий стеклянный мат (AGM)    

AGM расшифровывается как «Absorbed Glass Mat», что означает, что электролиты в этих батареях подвешены близко к свинцовым пластинам. Этот метод предположительно увеличивает эффективность скоростей разрядки и перезарядки. Нередко можно увидеть батареи AGM, используемые в жилых автофургонах или судах, или в батареях двигателей. Несмотря на то, что аккумулятор AGM отличается от залитых и герметичных аккумуляторов, он по-прежнему является аккумулятором с жидким электролитом.

Гель

Как и батарея AGM, батарея с гелевыми ячейками имеет взвешенный электролит, но гелевая ячейка содержит кремнезем, что позволяет ему затвердевать, поэтому это не батарея с жидкостными элементами, как батарея AGM.

Аккумуляторы

Gel, пожалуй, наиболее чувствительны к повреждениям от перезарядки. Эти батареи требуют специальных зарядных устройств и обычно используются в устройствах с глубоким циклом, таких как инвалидные коляски, троллинговые двигатели и жилые дома. Гелевые аккумуляторы не так распространены, как другие типы свинцово-кислотных аккумуляторов, которые мы обсуждали.

Плюсы свинцово-кислотных аккумуляторов

Свинцово-кислотные аккумуляторы популярны по целому ряду причин. Во-первых, они предлагают зрелые технологии, которым уже более полутора веков. Это часто дает людям чувство безопасности как широко понимаемая технология.

Свинцово-кислотные аккумуляторы относительно недороги в производстве (хотя и опасны для окружающей среды), что делает их относительно дешевыми для покупки заранее. С точки зрения затрат они изначально кажутся более выгодными для потребителей.Однако это не учитывает общий срок службы батареи или фактическое количество энергии, которое вы получаете от них. Продолжайте читать, чтобы узнать, насколько свинцовые кислоты соответствуют литию по этим показателям.

Свинцово-кислотные аккумуляторы способны к глубокому разряду, хотя глубокий разряд заметно влияет на срок службы аккумулятора.

Минусы свинцово-кислотных аккумуляторов по сравнению с литий-ионными

Несмотря на то, что свинцово-кислотные аккумуляторы в течение многих лет были наиболее успешным источником энергии, они имеют ряд существенных недостатков по сравнению с современными литиевыми аккумуляторами.

Вес, объем и плотность энергии

Свинцово-кислотные аккумуляторы очень тяжелые. Вес может быть серьезным недостатком для мобильных приложений. Они также не хранят значительного количества энергии для своего размера. Их вес означает, что для хранения достаточной мощности для домашнего использования потребуется много места. То, сколько они хранят в пересчете на вес и пространство, называется их плотностью энергии, которая относительно низка для батарей.

Требования к зарядке и разрядке

Зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов может занять много времени.Длительное время зарядки связано с их внутренней конструкцией, из-за которой заряд замедляется по мере приближения к завершению. Цикл абсорбционного заряда вызывает это замедление.

Если батарея не проходит абсорбционный заряд перед разрядкой, это может привести к сульфатации батареи. Сульфатация влияет на время зарядки, эффективность зарядки и повышает температуру батареи.

Когда вы слишком долго разряжаете свинцово-кислотный аккумулятор, он также частично теряет способность принимать заряд, что снижает его емкость.Это повреждение связано с тем, что сульфат свинца кристаллизуется и больше не растворяется.

Эффект Пейкерта

При быстром разряде крупных бытовых приборов свинцово-кислотные аккумуляторы страдают от эффекта Пейкерта. Эффект Пейкерта — это явление, при котором батарея вырабатывает меньше энергии до падения напряжения при разряде при высоких нагрузках, чем при более низких нагрузках. Это означает, что вы не получаете всю энергию от установленной батареи. Тепловые и химические потери тратят энергию впустую.

По мере увеличения тока емкость снижается

Перезарядка также может вызвать «газообразование». Аккумулятор выделяет водород, кислород и сероводород. Это легковоспламеняющаяся комбинация, которая в некоторых случаях также может привести к взрыву. Если вы когда-нибудь почувствуете запах тухлых яиц, исходящий от свинцово-кислотного аккумулятора, проветрите помещение и немедленно отключите его.

В целом свинцово-кислотные аккумуляторы могут быть экономичным решением для хранения электроэнергии, но для поддержания их работоспособности и безопасности требуются очень специфические параметры зарядки и разрядки.

Ограниченный срок службы

Если какой-либо из указанных выше параметров заряда выйдет из строя, срок службы свинцово-кислотного аккумулятора сократится. Даже если все параметры поддерживаются в идеальном состоянии, химические процессы в батарее нарушаются по мере использования и со временем снижают емкость батареи.

Воздействие на окружающую среду

Свинцово-кислотные аккумуляторы являются одними из самых перерабатываемых материалов в мире. Это здорово и важно, потому что содержание свинца на протяжении многих лет вызывало серьезные проблемы с окружающей средой и здоровьем.Однако 5% свинцово-кислотных аккумуляторов не перерабатываются. В результате в окружающую среду выбрасывается много миллионов метрических тонн свинца.

Свинцовые шахты также являются одними из самых токсичных и вызвали появление ядовитых грунтовых вод на больших площадях. Длительное воздействие свинца, даже в незначительных количествах, может вызвать повреждение мозга и почек и проблемы с обучением у детей, что является проблемой для всех нас, живущих на этой планете.

К сожалению, сюда попадает слишком много свинцово-кислотных аккумуляторов

Литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионные аккумуляторы

становятся все более популярными в последние годы, и на то есть веские причины.Давайте посмотрим на некоторые из причин, по которым эти относительные новички привлекли к себе столько внимания!

Химический процесс в литий-ионных батареях во время зарядки и разрядки обнаруживает, что ионы лития перемещаются между положительным и отрицательным электродами. Когда батарея разряжается, ионы лития движутся к положительному электроду, теряя или приобретая электрон в результате химических реакций. Эти химические реакции создают поток электронов, который производит электрический ток.В процессе зарядки происходит обратное.

Мобильная электроника, такая как телефоны, электрические скутеры и велосипеды, ховерборды и инвалидные коляски, обычно использует литиевые батареи. Но в последние годы использование литий-ионных аккумуляторов расширилось, и они нашли применение в жилых автофургонах, лодках и многих типах солнечных батарей.

Типы литий-ионных аккумуляторов

Как и свинцово-кислотные аккумуляторы, существует множество различных типов литий-ионных аккумуляторов. Существует гораздо больше типов литий-ионных аккумуляторов, поскольку их химический состав может сильно различаться.Несмотря на то, что существует так много типов, большинство литий-ионных аккумуляторов имеют те же преимущества, что и свинцово-кислотные.

В этой статье мы будем ссылаться в первую очередь на батареи LiFePo4 или так называемые литий-железо-фосфатные батареи. «Литиевое железо» является наиболее распространенным химическим веществом, используемым для хранения энергии в жилых автофургонах, лодках и домах. Люди используют эти аккумуляторы, потому что они обладают более высокими характеристиками, чем свинцово-кислотные, и в то же время являются очень безопасными химическими веществами.

Плюсы литий-ионных аккумуляторов

При сравнении свинцово-кислотных илитий-ионных аккумуляторов мы преодолеваем почти все минусы свинцово-кислотных. Если посмотреть на использование RV, в частности, литий-ионные батареи будут работать на нескольких устройствах и приборах одновременно. Мощность инвертора RV является единственным ограничением.

Но если у вас есть достаточная мощность инвертора, вы сможете управлять холодильником, освещением, вентилятором, телевизором, компьютером и даже кондиционером.

Вес, объем и плотность энергии

Плотность энергии означает, сколько энергии хранит батарея на единицу площади и веса батареи.Литиевые батареи имеют гораздо более высокую плотность энергии, чем свинцово-кислотные.

Более высокая плотность энергии является огромным преимуществом для мобильных устройств, поскольку они ограничены по размеру и весу. При том же количестве энергии, что и свинцово-кислотные, литиевые батареи весят менее четверти веса!   

Также требуется меньше батарей, поэтому можно использовать больше места для хранения. Литий-ионные аккумуляторы хранят гораздо больше энергии при том же объеме пространства и при этом имеют меньший вес.

Высокая плотность энергии литий-ионных аккумуляторов делает их идеальными для мобильных приложений питания

Характеристики заряда и разряда

При сравнении свинцово-кислотных и литий-ионных аккумуляторов мы обнаружили, что напряжение свинцово-кислотных аккумуляторов глубокого разряда значительно проседает под нагрузкой и при разряде.

Литий-ионный аккумулятор испытывает гораздо меньше просадок напряжения и сохраняет более высокое напряжение на протяжении всего цикла разрядки. Литиевая батарея в том же приложении RV может обеспечить всю необходимую пиковую мощность и более высокое напряжение независимо от нагрузки.Более высокое напряжение делает их намного лучше для мощных приложений, таких как микроволновая печь или варочная панель.

Литиевые батареи

также не подвержены описанному выше эффекту Пейкерта. Из-за этого, независимо от того, насколько велика нагрузка на батареи, вы получите столько энергии, сколько вложили. 

Одним из многих преимуществ литий-ионных аккумуляторов является их способность выдерживать очень большой зарядный ток. Эта высокая скорость зарядки означает гораздо более быстрое время зарядки, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов любого типа.Эта более высокая скорость зарядки требует соответствующего зарядного устройства, но представьте, что ваши батареи заряжаются за долю времени, необходимого для свинцово-кислотных батарей. Это верная победа!

Зарядные характеристики литий-ионного аккумулятора не столь критичны. Вы можете запускать и останавливать зарядку по мере необходимости, что не повлияет на производительность или срок службы батареи. Эти характеристики заряда означают отсутствие заботы о прохождении длительного цикла поглощения и делают их намного лучше для приложений с частичным зарядом, таких как сбор солнечной энергии и рекуперативное торможение транспортных средств.

Срок службы

Наконец, литий-ионные аккумуляторы лучше выдерживают глубокие разряды, чем их свинцово-кислотные аналоги. Например, если вы регулярно разряжаете свою свинцово-кислотную батарею до 50% или около того, эта батарея, вероятно, даст вам около 500-800 циклов, прежде чем ее нужно будет заменить. Для сравнения, литий-ионный аккумулятор, разряженный даже до 20%, обеспечивает около 5000 циклов. Таким образом, увеличенный срок службы литий-ионной батареи имеет большое значение.

Недостатки литий-ионных аккумуляторов

Основным недостатком литий-ионных аккумуляторов, о котором мы часто слышим, является стоимость.Литий-ионные аккумуляторы значительно дороже приобретать заранее, чем свинцово-кислотные аккумуляторы. Если вы примите это номинальное значение, ваш выбор между свинцово-кислотными и литий-ионными батареями может показаться очевидным.

Однако, прежде чем принимать решение, важно понимать увеличенный срок службы и другие положительные стороны, которые в конечном итоге служат для того, чтобы со временем стоимость двух типов батарей стала более одинаковой.

В этом видео Тома Мортона из Mortons on the Move, инженера-электрика и постоянного путешественника на колесах, рассказывается о некоторых реальных испытаниях между свинцово-кислотными и аккумуляторными батареями.литий-ионные аккумуляторы Battle Born. Интересно, что он обнаружил, что даже при более высокой первоначальной стоимости литий-ионных аккумуляторов они будут более рентабельными, чем свинцово-кислотные, в течение всего срока службы.

Настоящим недостатком литий-ионных аккумуляторов по сравнению со свинцово-кислотными может быть то, что эти аккумуляторы распространены гораздо меньше, чем свинцово-кислотные.

Например, для автодомов очень немногие продавцы продают батареи LiFePO4 по сравнению с каждым автомобильным магазином и крупным магазином, торгующим свинцово-кислотными батареями.К счастью, после того, как вы приобрели литиевые батареи, вам не нужно будет заменять их, как свинцово-кислотные, и они прослужат вам в течение всего срока службы вашего автомобиля (а может быть, даже дольше!).

Несмотря на то, что литий-ионные аккумуляторы могут потреблять очень большой зарядный ток, их необходимо заряжать в соответствии с рекомендациями производителя. Это означает, что вам может потребоваться новое оборудование для правильной зарядки аккумуляторов.

Если вы подключаете литий-ионные аккумуляторы к традиционному зарядному оборудованию (например, к автомобильному генератору), они могут повредить зарядное оборудование.По этой причине очень важно установить правильное зарядное устройство для ваших литий-ионных аккумуляторов.

Свинцово-кислотные и литий-ионные батареи: что лучше?

В битве между свинцово-кислотными и литий-ионными батареями вопрос о том, что лучше, зависит в основном от вашего приложения. Например, если вы ищете новую батарею для запуска двигателя вашего автомобиля, вам следует выбрать свинцово-кислотную батарею.

Но если вы являетесь владельцем дома на колесах и хотите питать несколько устройств и/или устройств в своей установке и не беспокоитесь о том, как вы их используете, или о том, что они сдохнут, то литий-ионные батареи, скорее всего, получат одобрение.

Для владельцев домов на колесах, которые хотят питать различные удобства во время путешествий, кемпинга или постоянного проживания, литий-ионные аккумуляторы станут долгожданным дополнением к миру накопителей энергии. Если вы заинтересованы в комфорте и тепле, хранении продуктов холодными и безопасными, хранении лекарств в холодильнике, работе в дороге или развлечениях, литий-ионные батареи присоединились к битве, и они здесь, чтобы остаться!

Хотите узнать больше об электрических системах и литиевых батареях?

Мы знаем, что строительство или модернизация электрической системы может быть сложной задачей, поэтому мы здесь, чтобы помочь.Наш отдел продаж и обслуживания клиентов из Рено, штат Невада, готов ответить на ваши вопросы по телефону (855) 292-2831!

Кроме того, присоединяйтесь к нам на Facebook, Instagram и YouTube, чтобы узнать больше о том, как системы с литиевыми батареями могут обеспечить ваш образ жизни, увидеть, как другие построили свои системы, и обрести уверенность, чтобы выйти и остаться там.

Присоединяйтесь к нашему списку контактов

Подпишитесь сейчас на новости и обновления на ваш почтовый ящик.

Что такое твердотельная батарея для электромобиля?

Твердотельная батарея представляет собой перезаряжаемую систему накопления энергии, аналогичную по общей структуре и работе более привычной литий-ионной батарее. Они отличаются тем, что литий-ионный аккумулятор содержит жидкий электролит, а твердотельный аккумулятор, как следует из названия, имеет твердый электролит. Это позволяет твердотельным батареям быть легче, иметь большую плотность энергии, обеспечивать больший запас хода и быстрее заряжаться.Задача сделать твердотельные батареи жизнеспособными заключается в разработке технологии, обычно используемой в небольших устройствах, и ее применении в крупномасштабных приложениях, таких как электромобили (EV).

Какой тип батареи в электромобиле?

Первым серийным электромобилем был EV1, выпущенный General Motors в 1996 году. Специализированный электромобиль, созданный с нуля, двухместное купе имел запас хода 78 миль, разгоняясь до 50 миль в час за 6,3 секунды. секунд, а для полной зарядки потребовалось более 5 часов.Его питала свинцово-кислотная батарея.

Когда всего три года спустя появилось второе поколение EV1, его источник питания переключился на никель-металлогидридный аккумулятор, а запас хода почти удвоился до 142 миль.

Когда производство EV1 постепенно прекращалось, Tesla Motors вошла в автомобильную сферу со своим Tesla Roadster, первым серийным аккумуляторным электромобилем, в котором используются литий-ионные батареи. Как говорится, остальное уже история.

Что такое литий-ионный аккумулятор и как он работает?

Литий-ионные аккумуляторы стали стандартом для питания многих устройств, от бытовой электроники, такой как мобильные телефоны и ноутбуки, до мобильных устройств и транспортных средств, таких как велосипеды и автомобили.

В отличие от свинцово-кислотных и никель-металлогидридных аккумуляторов прошлого, литий-ионные аккумуляторы содержат жидкий электролит для управления потоком энергии между катодом и анодом. Преимущества литий-ионных аккумуляторов включают более длительный срок службы, лучшую производительность при различных температурах, перерабатываемые компоненты и более высокую плотность энергии. Плотность энергии — это количество энергии, которое батарея может хранить на единицу веса. Проще говоря, чем выше плотность, тем выше выходная мощность.

Несмотря на множество преимуществ, у литий-ионных аккумуляторов есть и недостатки. Несмотря на то, что он легче, чем батареи старых технологий, его жидкие внутренности по-прежнему делают литий-ионы довольно тяжелыми. Они также лучше работают в штабелируемых упаковках, что увеличивает их вес. Кроме того, электролиты легко воспламеняются, могут быть нестабильны при экстремальных температурах и приводить к взрывам или пожарам в случае повреждения или неправильной зарядки. Нет недостатка в новостных сообщениях, охватывающих все: от мобильных телефонов до самолетов, загорающихся из-за проблем с батареями.

Что такое твердотельная батарея и как она работает?

Благодаря отказу от выплескивания легковоспламеняющегося жидкого электролита твердотельные батареи по умолчанию более стабильны и компактны. Твердый электролит может состоять из любого количества повседневных материалов, таких как керамика и стекло.

Твердотельные батареи уже много лет используются в небольших устройствах, таких как кардиостимуляторы, а также в RFID-устройствах и носимых устройствах. Меньше деталей означает, что меньше вещей может пойти не так.В дополнение к повышенной безопасности, размеру и стабильности, твердотельные батареи в электромобилях также будут обеспечивать более быстрое время зарядки, больший радиус действия и еще большую плотность энергии.

Твердотельные аккумуляторы могут достигать 80-процентного заряда в течение 15 минут и подвергаются меньшей нагрузке после нескольких циклов зарядки. Литий-ионный аккумулятор начнет разлагаться и терять емкость после 1000 циклов. С другой стороны, твердотельная батарея сохранит 90 процентов своей емкости после 5000 циклов.

Когда в электромобилях будут использовать твердотельные батареи?

При всех своих преимуществах масштабирование производства до уровня, необходимого для использования в электромобилях, остается дорогостоящим мероприятием. Помните, твердотельные батареи претендуют на известность как умные часы и регулятор сердцебиения.

Затраты на разработку и производственные трудности являются ключевыми недостатками производства твердотельных аккумуляторов для массовых электромобилей. Но точно так же, как литий-ионные батареи стали более доступными, твердотельная версия тоже будет доступной.И автопроизводители вкладывают огромные средства в эту технологию, особенно в стратегии брендов с нулевым уровнем выбросов и предлагаются линейки только для электромобилей.

BMW и Ford инвестируют 130 миллионов долларов в Solid Power, стартап по производству твердотельных аккумуляторов в Колорадо. Hyundai вкладывает 100 миллионов долларов в SolidEnergy Systems, дочернюю компанию Массачусетского технологического института. Toyota, которая сотрудничает с Panasonic, объявила, что в этом году дебютирует прототип внедорожника с твердотельной батареей.Также вкладывают средства General Motors и Volkswagen.

Резюме

Audi, Bentley, Dodge, Jaguar, Jeep, Land Rover, Lotus, Mazda, MINI, Nissan, Volvo — практически каждый автопроизводитель от A до V обнародовал свои планы электрификации и сроки достижения нулевого уровня выбросов. Некоторые пошли еще дальше и объявили, что к 2050 году бензиновые и дизельные двигатели исчезнут из их модельного ряда. с двигателем внутреннего сгорания (ДВС).Тем не менее, даже с большим количеством вариантов электромобилей, чем когда-либо, автомобили с бензиновым двигателем продолжают занимать долю рынка. В конце концов, ископаемое топливо дешево, выбор автомобилей по-прежнему велик, а дозаправка занимает минуты.

Тем не менее, привлекательность твердотельных батарей само собой разумеется, и их потенциал может заставить автопроизводителей выполнить свои производственные обещания. Электромобили уже не уступают своим аналогам с ДВС или превосходят их в конструкторском отделе. Избавьтесь от беспокойства по поводу запаса хода, обеспечив паритет цен и привлекательную производительность, и, возможно, потребители искренне купятся на будущее полностью электромобилей.

Техническое обслуживание свинцово-кислотного аккумулятора

Электролит свинцово-кислотного аккумулятора

Электролит элемента свинцово-кислотного аккумулятора представляет собой раствор серной кислоты и дистиллированной воды. Удельный вес чистой серной кислоты составляет около 1,84, и эту чистую кислоту разбавляют дистиллированной водой до тех пор, пока удельный вес раствора не станет от 1,2 до 1,23. Хотя в некоторых случаях удельный вес разбавленной серной кислоты рекомендует производитель аккумулятора в зависимости от типа аккумулятора, времени года и климатических условий.

Химическое действие свинцово-кислотного аккумулятора

Аккумуляторные элементы можно перезаряжать путем изменения направления разрядного тока в аккумуляторе. Это делается путем соединения положительной клеммы источника постоянного тока с положительной клеммой батареи и аналогичным образом отрицательной клеммы источника постоянного тока с отрицательной клеммой батареи.

Зарядное устройство выпрямительного типа подходящей мощности используется в качестве источника постоянного тока для замены батареи. Из-за зарядного тока (обратного току разряда) положительные пластины превращаются в перекись свинца, а отрицательные — в чистый свинец.Как только нагрузка подключается к клеммам батареи, ток разряда начинает протекать через нагрузку, и батарея начинает разряжаться. В процессе разрядки кислотность раствора электролита снижается и сульфат свинца откладывается как на положительной, так и на отрицательной пластинах. В этом процессе разряда количество воды в растворе электролита увеличивается, то есть уменьшается удельный вес электролита.
Теоретически этот процесс разряда продолжается до тех пор, пока отрицательная и положительная пластины не будут содержать максимальное количество сульфата свинца, и в этот момент оба типа пластин станут электрически одинаковыми, что означает отсутствие разности потенциалов между электродами ячейки.Но практически ни один элемент батареи до этого момента не должен разряжаться.

Аккумуляторные элементы разрешается разряжать до заданного минимального напряжения и удельного веса. Полностью заряженный элемент свинцово-кислотного аккумулятора имеет напряжение и удельный вес 2,2 В и 1,250 соответственно, и этот элемент обычно можно разряжать до тех пор, пока соответствующие значения не станут 1,8 В и 1,1 соответственно.

Техническое обслуживание свинцово-кислотных аккумуляторов

Если элементы перезаряжены, физические свойства сульфата свинца постепенно изменяются, и он может затвердеть, что затрудняет его преобразование в процессе зарядки.Следовательно, уменьшается удельный вес электролита, из-за чего замедляется скорость химической реакции.

Сульфатированные аккумуляторные элементы легко распознать по изменению цвета пластин. Цвет сульфатированной пластины становится светлее, а ее поверхность становится жесткой и шероховатой. Такие элементы преждевременно выделяют газ при зарядке и имеют пониженную емкость. Если сульфатация допускается в течение длительного времени, становится трудно выпрямить клетки. Чтобы избежать этой ситуации, рекомендуется заряжать элементы свинцово-кислотной батареи в течение длительного времени при низкой скорости зарядного тока.
Всегда существует высокая вероятность коррозии клеммных соединителей аккумуляторных элементов. Коррозия в основном поражает болтовое соединение между ячейками в ряду. Этого можно легко избежать, если правильно проверить и исправить затяжку каждого болта, а также покрыть каждое гайко-болтовое соединение тонким слоем вазелина. Если какая-либо из ячеек подверглась коррозии, ее следует немедленно заменить.

Удельный вес электролита может быть постоянно снижен из-за эффекта старения.Эта проблема обычно встречается в старых аккумуляторных батареях. Это происходит главным образом из-за действия осадка на дне сотового контейнера.

  • Из-за потери кислоты при распылении во время зарядки.
  • Неадекватная обработка после устранения короткого замыкания.
  • Из-за чрезмерной сульфатации пластин.
  • Если снижение удельного веса не связано с сульфатацией или коротким замыканием, можно добавить концентрированную серную кислоту для восстановления нормального значения удельного веса.
    Короткое замыкание между положительной и отрицательной пластинами может произойти либо из-за растрескивания, либо из-за коробления пластин. Трещинование обычно происходит из-за чрезмерного газовыделения, которое имеет тенденцию отделять активные материалы от пластин. Частицы активных материалов попадают в электролит и могут скапливаться на отрицательных пластинах таким образом, что перекрывают пространство между положительной и отрицательной пластинами. Это дерево можно удалить с помощью скребка из эбонита. Этой палочкой можно исследовать пространство между этими двумя типами пластин клетки и удалять сыпучие материалы или наросты.
    Если короткое замыкание произошло из-за коробления пластин, его можно устранить, вставив дополнительный разделитель или удалив и выпрямив пластины механически.
    После устранения короткого замыкания следует позаботиться о восстановлении удельного веса электролита до нормы путем постоянной зарядки высоким током.

    Обслуживание аккумуляторной батареи Помещение для свинцово-кислотной аккумуляторной батареи

    Существует высокая вероятность кислотных брызг и газов во время зарядки аккумуляторной батареи. Они могут загрязнять атмосферу вокруг аккумулятора.Следовательно, внутри аккумуляторной комнаты необходимо достаточное пространство и хорошая вентиляция. Эти газы могут взорваться, поэтому в помещение для аккумуляторов не следует вносить открытый огонь, а также строго запрещается курить внутри помещения для батарей. В аккумуляторном помещении должен быть установлен по крайней мере один вытяжной вентилятор подходящего размера для защиты атмосферы от этих газов и влаги внутри помещения. Температура внутри аккумуляторного помещения всегда должна поддерживаться выше 10 o С.Стены, потолки, двери, оконные рамы, вентиляторы, металлические детали и другое оборудование в помещении аккумуляторной следует через равные промежутки времени окрашивать антикислотным покрытием. Электропроводка внутри помещения должна быть в металлическом кабелепроводе, а осветительные приборы должны быть взрывобезопасными по конструкции. Все коммутационные элементы, включая электрические предохранители и штепсельные розетки, должны быть установлены за пределами аккумуляторной, в противном случае может возникнуть опасность возникновения пожара из-за искрения во время коммутации.Пол комнаты должен быть хорошо отделан, желательно с использованием керамической плитки. Пол и стены помещения необходимо регулярно мыть надлежащим образом.

    При обращении с аккумуляторной батареей на подстанции необходимо соблюдать некоторые меры безопасности
    1 Не курить в помещении.
    2 Не вносить огонь в помещение.
    3 Не допускайте искрообразования внутри помещения.
    4 При работе с аккумулятором надевайте защитные очки и резиновые перчатки.
    5 При приготовлении электролита всегда добавляйте концентрированную кислоту в воду небольшими порциями.
    6 Никогда не добавляйте воду в концентрированную кислоту.

    Все вышеперечисленные пункты должны быть вывешены на двери или любом другом хорошо видном месте аккумуляторной.
    Следующие правила необходимо соблюдать при эксплуатации, управлении и обслуживании аварийного освещения аккумуляторной батареи.

    1. Не допускайте длительного простоя батареи, это может привести к выходу из строя элементов батареи.
    2. Не заряжайте батарею очень высоким током, так как высокая скорость зарядки вызывает сильное повышение температуры и чрезмерное выделение газов, что приводит к большой потере воды и иногда к вытеканию электролита из элементов батареи.
    3. После каждой полной разрядки аккумулятор следует немедленно зарядить, прежде чем возвращать его в обычное плавающее состояние.В противном случае может возникнуть вероятность отложения сульфатной пленки на пластинах.
    4. Как уже упоминалось, аккумуляторные элементы следует заряжать осторожно, с нормальной скоростью, чтобы не было возможности немедленного газообразования и повышения температуры выше 40 o C. В противном случае возможно повреждение аккумуляторных элементов из-за высокой температуры. Во время заряда аккумуляторов необходим постоянный контроль, если начинается газообразование и температура достигает указанного предела, то снижают скорость зарядки.Если после снижения скорости зарядки температура все еще приближается к пределу, это указывает на завершение процесса зарядки, поскольку даже нормальная скорость зарядки может привести к значительному повышению температуры, если аккумулятор приближается к полностью заряженному состоянию.
    5. Перед завершением зарядки необходимо проверить напряжение каждой из ячеек батареи, чтобы каждая из ячеек была правильно и одинаково заряжена, а также сверить показания с предыдущей записью.
    6. Если уровень электролита в элементе аккумуляторной батареи падает, его необходимо заполнить дистиллированной водой до уровня, отмеченного на самом элементе.Это компенсирует потерю воды из-за испарения.
    7. При заливке дистиллированной воды в аккумуляторный элемент необходимо внимательно следить за тем, чтобы уровень электролита в аккумуляторных элементах не превышал отмеченной на нем отметки. В противном случае может возникнуть вероятность вытекания электролита при загазовывании аккумулятора. Высокий уровень электролита также может вызвать размягчение герметика на верхней крышке и последующую утечку в аккумуляторной ячейке.
    8. Удельный вес следует измерять не менее чем через две недели после доливки, чтобы обеспечить тщательное перемешивание воды с электролитом.
    9. Аккумулятор следует разряжать до допустимого предела, а затем раз в 2-3 месяца перезаряжать. Скорость перезарядки должна соблюдаться, как указано производителем. Эта операция очень важна для поддержания кислотной аккумуляторной батареи в активном состоянии.
    10. При измерении удельного веса электролита не следует забывать делать поправку на температуру. Таким образом, все показания ареометра будут относиться к одной и той же температуре. Влагомер следует поддерживать в чистоте дистиллированной водой, в противном случае ареометр будет давать неверные показания, а также ухудшать качество электролита.Удельный вес электролита должен поддерживаться в пределах 1,180-1,240. Низкое значение удельного веса снижает емкость аккумулятора, а с другой стороны, высокое значение вредно для пластин аккумулятора.
    11. Батарея подстанции обычно работает в плавающем режиме. В плавающем режиме постоянное напряжение от зарядного устройства подается на аккумулятор во время его нормальной работы, чтобы поддерживать аккумулятор примерно в полностью заряженном состоянии. В нормальном состоянии зарядное устройство питает нагрузку подстанции, а также компенсирует потери в батарее.Но в случае большой потребности во время одновременной работы многих переключателей аккумулятор и зарядное устройство объединяются для удовлетворения потребности.
    12. В нормальном плавающем состоянии необходимо ежедневно измерять напряжение элемента, удельный вес и температуру вспомогательных элементов, чтобы следить за состоянием батареи в целом. Но одни и те же показания каждого элемента батареи следует снимать не реже одного раза в месяц, чтобы следить за состоянием отдельного элемента.
    13. Аккумулятор следует заправлять свежим электролитом один раз в три года, чтобы поддерживать аккумулятор в надлежащем рабочем состоянии.